Potential of Constraining Propagation Parameters of Galactic Cosmic Rays with the High Energy cosmic-Radiation Detection facility onboard China's Space Station
本研究针对宇宙线起源与传播研究需求，分析了2027年运行的中国空间站HERD设施通过硼、碳、氧能谱测量约束宇宙线传播参数的潜力，证实其可将参数精度提升8%-40%并改善高能注入能谱约束。
2023-04-21 astro-ph.HE hep-ph
Constraining the Emissivity of Ultrahigh Energy Cosmic Rays in the Distant Universe with the Diffuse Gamma-ray Emission
在宇宙学距离上发射的能量大于10 ^19 eV的超高宇宙射线（UHECR）会被宇宙微波和红外背景辐射通过光强过程衰减。如果河外磁场像纳高斯一样强，那么由于扩散，较低能量的河外宇宙射线（~10^18-10^19 eV）在哈勃时间内只能传播小于~Gpc的线性距离。这使得我们无法直接观测到宇宙中的大多数UHECR，因此观测到的UHECR强度仅反映了附近宇宙中数百Mpc范围内的发射率。然而，遥远宇宙中的UHECR通过与宇宙背景光子的相互作用，产生UHE电子和伽马射线，这些电子和伽马射线反过来引发宇宙背景光子的电磁级联。这种次级级联辐射形成了河外扩散GeV-TeV伽马射线辐射的一部分，与原始的UHECR不同，它是可以观测到的。受费米/LAT对河外弥漫伽马射线背景辐射的新测量的启发，我们通过要求它们产生的级联辐射不超过观测水平，获得了遥远宇宙中UHECR发射率的上限。通过与候选UHECR源（如伽玛暴和活动星系核）在高红移下的γ射线发射率的比较，我们发现，所获得的平坦质子谱的上限比伽玛暴中的γ射线发射率大~10^1.5倍，比BL Lac天体中的γ射线发射率小~10倍。在铁核组成的情况下，导出的上限的UHECR发射率是一个因素的3-5倍。进一步得到了宇宙成因中微子通量的鲁棒上限，这是冰立方探测器和下一代探测器JEM-EUSO勉强可以达到的。
2011-07-22 astro-ph.HE
Constraining the Equation of State of Dark Energy with Gamma Rays
由于正电子-电子对的产生，宇宙中的星光阻碍了高能（例如TeV）伽马射线的通过。这个恒星辐射场的历史取决于恒星形成速率的观测，而恒星形成速率本身只能在特定的宇宙学背景下解释。对于不同的暗能量状态方程，恒星形成率数据表明，在特定的红移下，恒星光子的密度不同，来自遥远来源的伽马射线到达的概率也不同。在这项工作中，我们的目标是表明，这种效果可以用来约束状态方程的暗能量。目前的工作是一个概念的证明，我们概述了将该方法置于严格的统计框架中所必须采取的步骤，然后可以将其与其他更成熟的方法相结合，例如拟合超新星光度距离。
2012-04-17 astro-ph.CO astro-ph.HE gr-qc
Constraining photohadronic scenarios for the unified origin of IceCube neutrinos and ultrahigh-energy cosmic rays
在冰立方中测量的扩散中微子通量与超高能宇宙射线（UHECR）通量相当，这导致了高能中微子和UHECR背景的统一起源的概念。我们构建了一个通用的统一模型的源来解释UHECR数据在$\gtrsim 10^{19}$ eV，和高能中微子的能量超过$\sim100$ TeV的光介子生产过程的框架，并提供一般的约束源的属性。为了将宇宙射线加速到高能，必须实现一个具有适度有效的原位产生$\gtrsim 100$ TeV中微子的源环境，其光学深度为$0.1 \lesssim τ_{pγ}\lesssim 0.6$。测量到的宇宙射线和中微子的通量为源的光度及其速率密度设定了一个界限。虽然这些结果具有一定的普遍性，且适用于未知源总体，但在所提出的候选源中，只要适当选择等离子体外流的Lorentz体积因子、宇宙射线和磁场的均分参数，低亮度伽马射线暴（GRB）和潮汐破裂事件（TDEs）都可以满足要求。
2020-09-10 astro-ph.HE hep-ph
Constraining the Collective Radio Emission of Large Scale Accretion Shocks
气体在像星系团这样已经维里化的结构上的吸积应该会引起吸积冲击，这可能会加速宇宙射线。本文利用后发座星系团的射电辐射和宇宙吸积激波的演化模型，讨论了未解星系团对宇宙射电背景的贡献。我们假设后发座是一个典型的星系团，它的全部射电辐射都是由在吸积激波中加速的宇宙射线产生的，这使得我们的预测成为一个上限。我们的模型预测，在较低的频率下，吸积冲击可能对宇宙射电背景有很大的贡献，而在较大的频率下，例如5 GHz，它们的贡献必须低于< 2- 35%，这取决于我们使用的吸积冲击演化模型。
2018-02-25 astro-ph.HE
Constraining the global heliospheric transport of galactic cosmic rays in solar cycles 23 and 24
本研究结合日球层GCR传输3D数值模型与神经网络加速的马尔可夫链蒙特卡洛方法，利用PAMELA和AMS-02在2006至2019年的精确数据，约束了全球传输系数的刚度和时间依赖性，以揭示GCR在太阳调制下的扩散与漂移物理过程。
2023-08-01 astro-ph.HE astro-ph.IM astro-ph.SR
Introducing a special collection of papers in the Journal of High Energy Astrophysics on the Early Results of China's 1st X-ray Astronomy Satellite: Insight-HXMT
洞察-HXMT是中国第一个X射线天文任务，于2017年6月15日在中国酒泉卫星发射中心成功发射。Insight-HXMT被设计为在X射线中具有广泛的能量覆盖范围，从1-250 keV，在软X射线中具有出色的定时和足够的能量分辨率，在硬X射线中具有最大的有效面积。本文是《高能天体物理学报》关于我国第一颗X射线天文卫星“洞察号”（HXMT）早期观测结果的论文集。这些论文涵盖了在轨性能、背景模型和所有校准结果，以及关于双星观测的几个初步结果和关于银河平面巡天的细节。
2020-06-30 astro-ph.HE
Constraining the position of the knee in the galactic cosmic ray spectrum with ultra-high-energy diffuse $γ$-rays
最近在西藏AS的$γ$实验中测量到了高达$957$ TeV的$γ$射线扩散发射。假设它是由宇宙线核与星际介质之间的强子相互作用产生的，它要求宇宙线核的加速应远远超过PeV能量。目前，对不同物种的宇宙线谱的测量显示出不同的结果。西藏实验表明，质子加氦的谱在PeV以下有一个早期的膝。如果这是正确的话，弥漫的$γ$射线辐射将表明在PeV能量以上的银河宇宙射线的额外成分。这第二个组成部分可能来自最近的超高能$γ$射线观测所揭示的所谓PeVatron的源群，并可能有助于宇宙射线通量达到第二个膝盖的能量。另一方面，KASCADE测量表明质子的膝关节高于PeV。在这种情况下，由西藏天文台观测到的弥散$γ$ -射线可以很好地解释为只有一个宇宙射线成分。这两个人（即。Tibet膝和KASCADE膝）可以通过漫射$γ$射线和宇宙线核的光谱结构来区分。未来HERD和LHAASO实验对单个原子核光谱的测量以及LHAASO对扩散$γ$射线的测量可以共同约束这两种情况。
2022-11-06 astro-ph.HE hep-ph
Constraining the baryon loading factor of AGN jets: implication from the gamma-ray emission of the Coma cluster
高能宇宙射线可以在活动星系核（AGN）的相对论喷流中被加速，而活动星系核是由超大质量黑洞提供能量的。从吸积黑洞到相对论性CR重子的重子装载效率目前还没有得到很好的观测约束。由于活动星系核喷注注入的重子被完全限制在星系团中，并通过强子过程与团内介质充分相互作用，产生弥散的$γ$射线，因此我们认为星系团的$γ$射线辐射可以用来研究活动星系核喷注的重子装载因子.我们研究了CR在星系团中的传播，计算了AGN不同注入率下的γ射线在星系团中的径向分布。通过与$Fermi$ -LAT和VERITAS测量的后发座星系团的$γ$射线通量和上限值的比较，我们发现平均重子装载因子{（定义为引力能转化为相对论粒子的效率）}的上限为$η_{p, \mathrm{grav}} < 0.1$ .上限是远远低于所需的帐户在传统的耀变体模型中的扩散中微子通量。
2022-01-24 astro-ph.HE
Constraining photon dispersion relations from observations of the Vela pulsar with H.E.S.S
量子引力（QG）的一些方法预测了由于洛伦兹不变性的破坏而引起的光子色散关系的修改。预期该效应影响接近有效QG能量标度的光子。这一尺度受到观测到的伽马射线的限制，这些伽马射线是从不同的天体物理学来源发射的，如伽马射线暴和活动星系核的耀斑。脉冲星表现出可能为毫秒时间尺度的周期性发射。2014年，H.E.S.S.实验报告的检测下降到20 GeV的伽马射线从船帆座脉冲星具有89毫秒的周期性。使用似然分析，校准与一个专用的蒙特卡罗程序，我们得到的QG能量尺度与船帆座脉冲星的第一个限制。在本文中，使用的方法和校准程序将被描述，并将讨论结果。
2015-09-11 astro-ph.HE
Concept and Analysis of a Satellite for Space-based Radio Detection of Ultra-high Energy Cosmic Rays
我们提出了一个超高能宇宙射线（UHECR）的在轨无线电探测的概念，它有可能提供每年约100个事件的收集率超过10 ^20 eV的能量。天气宽带轨道无线电探测器（SWORD）任务在这些能量下的高事件统计数据与星载天线阵列的指向能力相结合，可以使带电粒子天文学成为可能。探测器的概念是基于ANITA的成功探测UHECR，其中由扩展的空气簇射产生的地球同步辐射无线电信号被地球表面反射并在飞行中被探测到。
2013-02-06 astro-ph.HE astro-ph.IM
Constraining ultra-high-energy cosmic ray composition through cross-correlations
超高能宇宙射线光谱最高端的化学成分很难通过实验测量，直到今天，它仍然是未知的。由于超高能宇宙射线的轨迹在银河系磁场中会发生偏转，偏转的角度取决于它们的原子序数$Z$，因此有可能通过量化这种磁偏转的量来间接测量$Z$。利用超高能宇宙射线与星系间的角谐互相关，我们可以有效地区分不同的原子序数。作为一个例子，我们展示了如何，如果$Z=1$，互相关可以排除$2σ$的Fe 56核的$39\%$分数为$100\text{EeV}$以上的射线。
2022-12-13 astro-ph.CO astro-ph.HE
Constraining the monochromatic gamma-rays from dark matter annihilation by the LHC
在CMS和ATLAS中安装的前向探测器使LHC成为一个有效的光子-光子对撞机。通过光子发射的束质子的弹性散射，可以通过在前向探测器中标记完整的质子来识别，通过光子-光子湮灭提供了新粒子的中心产生的强大诊断。在这封信中，我们研究了暗物质粒子的中心产生和大型强子对撞机限制这一过程的截面的潜力。由于交叉对称性，这个极限可以立即用来限制暗物质湮灭中单色伽马射线的产生，这是间接暗物质搜索中正在调查的确凿信号。我们表明，在大型强子对撞机的积分亮度$\mathcal{L}=30~{\rm fb}^{-1}$在质心能量$\sqrt{s}=$ 13 TeV，暗物质质量$\sim (50-600)$ GeV，一个模型无关的约束暗物质湮灭的横截面上的单色伽马射线在同一数量级的当前费米-LAT和未来的限制CTA，可以得到。
2016-11-28 astro-ph.HE hep-ex hep-ph
A Method for Constraining Cosmic Magnetic Field Models Using Ultra-High Energy Cosmic Rays: The Field Scan Method
银河系的磁场，局部观察到的数量级为几个$μ$ G，是足够强大的诱导偏转超高能宇宙射线的到达方向。我们提出了一种方法，建立措施的自我一致性的假设集组成的宇宙磁场模型和超高能宇宙线的组成和源分布。该方法使用两个独立的过程来比较磁场模型外的回溯速度矢量与具有相同初级能量的多个各向同性观测的回溯速度方向的分布。这允许估计观测数据和模拟各向同性观测之间的统计一致性。不一致的各向同性的期望源相关性在这两个程序被解释为假设集提供了一个自洽的描述GMF和UHECR属性的宇宙线观测。
2012-07-06 astro-ph.HE astro-ph.IM math-ph
The Role of Structured Magnetic Fields on Constraining Properties of Transient Sources of Ultra-high-energy Cosmic Rays
我们研究了如何利用超高能宇宙射线（UHECR）实验来获得瞬态源的特性，考虑到UHECR在源嵌入的磁性结构中的传播，即，星系团和星系结构。采用简化的分析模型，我们证明了结构化河外磁场（EGMF）在揭示瞬态源的属性中起着至关重要的作用。这些EGMF必然会导致UHECR以及银河磁场到达时间的显著延迟，即使空隙中的磁场强度为零。然后，我们表明，良好的知识结构EGMF，UHECR观测具有高统计以上$10^{20}$ eV允许我们约束瞬态UHECR源的生成速率和它们的能量输入每突发，这可以与已知的天体物理现象的速率和能量释放进行比较。我们还表明，确定在最高能量的UHECR源的视数密度的能量依赖性是至关重要的线索，这样的瞬态源。未来的UHECR实验与非常大的曝光，需要揭示瞬态UHECR源的性质。
2012-01-10 astro-ph.CO astro-ph.HE
Constraining the Milky Way Dark Matter Density Profile with Gamma-Rays with Fermi-LAT
我们研究的费米-LAT仪器上的费米任务，同时约束银河系暗物质密度分布和一些暗物质粒子的属性，作为湮灭截面，质量和分支比到占主导地位的湮灭通道的能力。一个单一的暗物质密度分布通常被认为是确定伽马射线实验的能力，以提取暗物质属性或设置限制。然而，我们对银河系晕的了解还远远不够完善，因此总的来说，所获得的结果过于乐观。在这里，我们研究这些天体物理学的不确定性将有暗物质粒子属性的确定的影响，相反，我们展示了如何伽马射线搜索也可以用来了解银河系晕的结构，作为一种补充工具，其他类型的观测数据，研究引力效应所造成的暗物质的存在。此外，我们还展示了这些结果将如何改善，如果外部信息的湮灭截面和当地的暗物质密度包括和比较我们的结果与数值模拟的预测。
2012-03-01 astro-ph.HE hep-ph
Constraining Dark Matter Properties with Gamma-Rays from the Galactic Center with Fermi-LAT
我们研究的费米-LAT仪器上的费米任务约束粒子暗物质的属性，作为湮灭截面，质量和分支比占主导地位的湮灭通道，从银河系中心的伽马射线观测的能力。除了瞬发γ射线通量，我们还考虑了暗物质湮灭中产生的电子/正电子通过星际光子背景的逆康普顿散射对γ射线信号的贡献，这在暗物质湮灭为mu+mu-和e+e-对的情况下是至关重要的。我们研究了信号对不同参数的依赖性，如观测区域、密度分布、暗物质模型的假设和传播模型中的不确定性。我们还显示了在伽马射线背景中包含20%的系统不确定性的影响。如果费米-LAT是能够区分一个可能的暗物质信号从大的伽马射线背景，我们表明，对于暗物质质量低于200 GeV，费米-LAT将可能能够确定暗物质的性能具有良好的精度。
2012-02-27 astro-ph.HE hep-ph
Constraining Very Heavy Dark Matter Using Diffuse Backgrounds of Neutrinos and Cascaded Gamma Rays
我们认为，从最近的费米伽马射线和冰立方中微子观测各向同性背景辐射的超重暗物质（VHDM）的多信使约束。扩散伽马射线背景（DGB）的费米数据显示，在非常高的能量（VHE），我们称之为“VHE过剩”相对于预期的衰减幂律外推从较低的能量可能无法解释的功能。我们表明，VHDM可以解释这种过剩，中微子观测将是一个重要的工具来测试这种情况。更保守地说，我们推导出了质量为10^3-10^10 GeV的VHDM性质的新约束。这些通用的边界遵循我们在其他地方开发的伽马射线和中微子的宇宙能量预算约束，基于对宇宙电磁级联和中微子探测率的详细计算。我们表明，结合伽马射线和中微子的数据是必不可少的VHDM属性的约束既强大又强大。在较低的质量范围内，我们对VHDM湮灭和衰变的约束与其他结果相当;然而，我们的约束继续到更高的质量，在那里它们变得相对更强。
2012-10-02 astro-ph.CO astro-ph.HE hep-ph
Active Galactic Nuclei, Neutrinos, and Interacting Cosmic Rays in NGC 253 & NGC 1068
星系M82、NGC 253、NGC 1068和NGC 4945已经被费米探测到伽马射线。在此之前，我们开发并测试了星暴星系M82中宇宙射线相互作用的模型。现在，我们的目标是探索星暴和活动星系核（AGN）环境之间的差异，通过应用我们的自洽模型的星暴星系NGC 253和塞弗特星系NGC 1068。假设超新星遗迹对宇宙射线的加速效率为常数，并考虑Milky-Way参数，计算了宇宙射线质子、初级电子和次级电子/正电子的布居，预测了射电和γ射线谱，并与已发表的测量结果进行了比较。我们发现，我们的模型很容易拟合观测到的伽马射线谱的NGC 253，同时限制宇宙线源的光谱指数和加速效率。然而，我们遇到了困难的建模观测到的无线电数据和约束的银河风的速度和磁场强度，除非气体质量小于目前的首选值。此外，我们的星暴模型一直低估了观测到的伽马射线通量，高估了NGC 1068的射电通量;如果活动星系核是伽马射线的主要来源，这些问题将得到解决。我们讨论了这些结果的影响，并为这两个星系的中微子通量的预测。
2013-11-21 astro-ph.HE
A new target object for constraining annihilating dark matter
在过去的十年中，我们银河系和银河系矮球状卫星星系的伽玛射线观测和射电观测对暗物质的湮灭截面提出了很强的约束。在这篇文章中，我们提出了一个新的目标对象（NGC 2976），可用于约束湮灭暗物质。NGC 2976的射电和X射线数据可以对暗物质湮灭的亲轻子通道施加非常严格的约束。在正则热遗迹截面下，暗物质通过$e^+e^-$、$μ^+μ^-$和$τ^+τ^-$通道质量湮灭的下限分别为200 GeV、130 GeV和110 GeV.我们认为，这类具有相对较高磁场的大型邻近矮星系在未来的分析中可以成为约束湮灭暗物质的良好候选者。
2017-06-09 astro-ph.HE
Constraining the Origin of Local Positrons with HAWC TeV Gamma-Ray Observations of Two Nearby Pulsar Wind Nebulae
HAWC伽马射线天文台报告发现TeV伽马射线辐射在Geminga和B0656+14恒星周围延伸几度。假设这些伽马射线是由反康普顿散射产生的低能量光子在电子晕周围的恒星，我们确定了电子和正电子在本地星际介质的扩散。我们将介绍这两个VHE伽马射线源的形态和光谱研究以及在地球上得到的正电子谱。
2017-08-28 astro-ph.HE
Constraining short gamma-ray burst jet properties with gravitational waves and gamma rays
伽马射线暴（GRB）的瞬发辐射是高度波束化的，了解喷流几何形状和波束配置可以提供关于知之甚少的中央发动机和环爆环境的信息。在引力波天文学出现之前，天文学家依靠观测多波长余辉中的喷流破裂来确定伽玛暴的张开角，因为观测者相对于系统的视角不能仅从电磁数据来确定。然而，引力波观测提供了一个独立的视角测量。我们描述了一个贝叶斯方法，用于确定短伽玛暴的几何形状，同时使用电磁和引力波观测。我们演示了如何合奏的多信使检测可以用来测量的喷流能量的分布，开角，洛伦兹因子，和角轮廓的短伽玛暴，我们发现，对于人口的100个这样的观察，我们可以约束的平均值的开角分布在10度内，无论角发射轮廓。相反，对能量分布的约束取决于轮廓的形状，这是可以区分的。
2020-04-20 astro-ph.CO astro-ph.HE gr-qc
Constraining superheavy decaying dark matter with directional ultra-high energy gamma-ray limits
矮球状星系是一种具有小的或可忽略的天体物理背景的致密天体，被广泛认为是寻找暗物质衰变和湮灭信号的有希望的目标。我们提出的超重衰变暗物质分支到$q\bar{q}$通道的质量范围$10^{19} - 10^{25}$ eV的基础上的超高能（UHE）伽马射线的方向限制的皮埃尔俄歇天文台和望远镜阵列实验的寿命的约束。UHE光子向地球传播过程中的衰减效应被考虑在内，最强的约束来自大熊座II，后发座和Segue I星系。
2021-05-14 astro-ph.HE
High energy cosmic rays
我在这里回顾一些我们正在学习的物理学，并期望在不久的将来通过对宇宙射线的观察来学习。对宇宙射线的研究综合了来自加速器、地面阵列、大气荧光探测器以及气球和卫星实验的数据。我将讨论皮埃尔俄歇天文台，PAMELA，ATIC和FST的数据以及其他实验。
2009-03-26 astro-ph.HE
Constraining the cosmic ray spectrum in the vicinity of the supernova remnant W28: from sub-GeV to multi-TeV energies
超新星遗迹与分子云的相互作用是研究粒子在冲击波下的加速及其在周围星际介质中的输运和相互作用的理想实验室。在本文中，我们专注于超新星遗迹W28，多年来已被观察到的所有能量域，从无线电波非常高的能量伽马射线。从位于其附近的分子云中检测到的明亮的伽马射线发射揭示了该地区存在加速的GeV和TeV粒子。通过毫米波观测也测量到了电离率的增强，但单凭这种观测无法告诉我们这种增强是由于低能（MeV）宇宙射线（质子或电子）还是由受冲击气体发射的X射线光子。本研究的目的是确定增强电离率的起源，并从多波长观测中推断出宇宙射线在超新星遗迹激波处加速的光谱，其范围从MeV到多TeV粒子能量。我们开发了一个模型来描述X射线光子进入分子云的传输，我们拟合了无线电，毫米波和伽马射线数据来推导辐射粒子的光谱。X射线光子对增强电离率的贡献可以忽略不计，因此电离一定是由于宇宙射线。即使我们不能排除来自宇宙射线电子的电离率的贡献，我们表明，宇宙射线质子解释伽马射线通量和增强的电离率的情况下，提供了最自然的适合多波长数据。这强烈地表明，CR质子的强度增强的区域中的粒子能量在一个非常宽的范围内，覆盖几乎6个数量级：从$\lesssim 100$ MeV到几十TeV。
2019-10-22 astro-ph.HE
Constraining annihilating dark matter by radio data of M33
最近的射电数据研究对暗物质的湮灭截面提出了很强的限制。在这篇文章中，我们提供了第一个分析使用M33无线电数据在约束湮灭暗物质。由此产生的湮灭截面的某些通道的约束比从6年的费米大面积望远镜（Fermi-LAT）的银河系矮球状卫星星系的伽玛射线观测得到的更严格。特别地，在热遗迹湮灭截面下，$e^+e^-$、$μ^+μ^-$和$τ^+τ^-$通道中暗物质质量湮灭的保守下限分别为190 GeV、120 GeV和70 GeV.这些结果与最近对银河系中心AMS-02和Fermi-LAT数据的一些定量分析存在很大的矛盾。
2017-08-04 astro-ph.HE
Constraining Dark Matter and Ultra-High Energy Cosmic Ray Sources with Fermi-LAT Diffuse Gamma Ray Background
利用Fermi LAT对各向同性$γ$射线背景（IGRB）的最新测量结果，分析了未分辨点$γ$射线源对IGRB的贡献，建立了超高宇宙射线（UHECR）起源模型的约束条件。我们还计算了最小的预期扩散$γ$射线通量产生的UHECR与星际光子背景的相互作用。最后，为子类的暗物质（DM）模型与衰减的弱相互作用大质量粒子（WIMP），我们建立约束的粒子衰变时间使用最小的预期贡献IGRB未解决的点$γ$射线源和UHECR。
2016-08-26 astro-ph.HE
Constraining Decaying Dark Matter with Fermi LAT Gamma-rays
来自衰变中的暗物质的高能电子和正电子可以通过星际辐射场中的低能光子的逆康普顿产生显著的伽马射线通量。这种可能性是不可避免地与暗物质的解释所观察到的PAMELA和费米过剩。本文的目的是提供一个简单而通用的方法来约束暗物质模型，产生电子和正电子在其衰变使用费米LAT γ射线观测在0.5 GeV和300 GeV之间的能量范围。我们提供了一组通用的响应函数，一旦卷积与特定的暗物质模型产生所需的约束。我们的响应函数包含所有的天体物理输入，如电子在星系中的传播，暗物质配置文件，已知的起源，和费米LAT数据的伽马射线通量。我们研究的不确定性，在确定的响应函数，并将它们施加到一些特定的暗物质衰变模型，可以很好地拟合PAMELA和费米LAT观测到的正电子和电子通量的约束。为此，我们也考虑到即时辐射的暗物质衰变。我们发现，根据现有的数据，衰变的暗物质不能被排除为PAMELA正电子过剩的来源。
2010-04-21 astro-ph.CO astro-ph.HE hep-ph
An Alternative Approach for Constraining the Galactic Magnetic Field and the Interstellar Radiation Field
高能宇宙线电子和正电子在银河系中传播时，主要通过星际辐射场（ISRF）的逆康普顿散射（ICS）和银河系磁场（GMF）的同步辐射损失能量。由这两种主要的能量损失机制所发射的光子分别贡献于漫射的银河伽马射线和无线电波。ISRF和GMF分布的变化对整个银河系宇宙线电子和正电子的光谱有相当大的影响。这种影响既可以通过测量宇宙射线电子和正电子的局部通量局部地揭示出来，也可以通过观察弥散伽马射线和无线电波的光谱和形态在全球范围内揭示出来。在本文中，我们量化了这种影响，并得出结论，AMS-02，\textit{Fermi}和H.E.S.S实验的最新数据是强大的，足以交替应用于约束性能的ISRF和GMF。
2017-09-12 astro-ph.HE hep-ph
Testing the Reliability of X-rays as a Tool for Constraining Mass-loss Rates of Hot Stars
我们拟合了一个新的线形模型，以O超巨星$ζ$船尾座的\textit{Chandra} X射线谱来测试来自不同假设加热模型的X射线风线剖面的质量损失率的鲁棒性。我们的目标是跟踪热气体取代常见的假设，它是成比例的冷气体排放措施。而不是假设一个开启半径的热气体（如适用于线deshadowing不稳定性内部的风），我们参数化的热气体的平均自由路径加速低密度气体遇到较慢的高密度材料。这种替代模型在5 - 17 nm波长范围内拟合X射线谱线方面与以前的方法同样成功。我们发现，最热的气体出现的特征半径是成反比的线形成温度，这表明更强的冲击出现一般更接近表面。这幅图更符合低密度的口袋，在较低的边界快速加速比内部产生的风不稳定。我们还推断出一个整体的风的质量损失率与以前在文献中使用的技术的轮廓形状。在这样做时，我们发现的证据表明，来自X射线风线剖面的质量损失率是不稳健的变化，在特定的加热图片使用。
2022-06-10 astro-ph.HE astro-ph.SR
Constraining GRB as Source for UHE Cosmic Rays through Neutrino Observations
超高能宇宙射线（UHECR）的起源问题一直是粒子天体物理学前沿的重要问题之一。伽马射线暴（GRB）是宇宙中仅次于大爆炸的最猛烈的爆炸，一直是UHECR制作的热门候选地点。最近IceCube关于未观测到GRB诱发中微子的报道引起了广泛关注。这个困境需要一个解决方案：要么放弃GRB作为UHECR加速器的假设，要么预期的GRB诱导的中微子产额是错误的。指出IceCube对GRB点的中微子通量估计过高了$\sim 5$倍。本文指出，除了中微子源产生的问题外，中微子振荡和中微子从伽玛暴飞向地球过程中可能发生的衰变也会进一步降低冰立方的探测能力，而冰立方在点源识别方面对μ子中微子味最为敏感。具体地说，中微子振荡将使μ子-中微子味比从伽玛射线暴源的2/3减少到地球上的1/3，而中微子衰变，如果存在并且在正常质量本征态等级的假设下，将导致μ子-中微子味比进一步减少到1/8。考虑到这些，我们注意到近年来一直在努力追求基于Askaryan效应的其他类型的中微子望远镜，这些望远镜原则上可以观察和区分所有三种具有可比灵敏度的中微子。因此，这种新方法可能是对IceCube的补充，可以为这个宇宙加速器问题提供更多的光线。
2013-02-21 astro-ph.HE hep-ph
Constraining the $\bar{p}/p$ Ratio in TeV Cosmic Rays with Observations of the Moon Shadow by HAWC
当粒子受到地磁场的偏转时，间接测量宇宙射线中的反质子通量是可能的。这种效应可以通过研究月球吸收射向地球的宇宙射线时产生的通量或阴影的不足来测量。由于地磁偏转，阴影从月球的实际位置偏移，地磁偏转是宇宙射线的能量和电荷的函数。位移提供了一个自然的工具，动量/电荷的歧视，可用于研究宇宙射线的组成。利用33个月的数据，包括超过800亿宇宙射线测量的高海拔水切伦科夫（HAWC）天文台，我们已经分析了月球阴影，以寻找宇宙射线中的TeV反质子。我们提出了我们的第一个上限的$\bar{p}/p$分数，在没有任何直接测量，提供最严格的可用约束$\sim1\%$的反质子分数的能量在1和10 TeV之间。
2018-04-22 astro-ph.HE astro-ph.IM
On the prospects of ultra-high energy cosmic rays detection by high altitude antennas
ANITA球载实验最近证实了在南极冰表面镜面反射后探测到的超高能宇宙射线（UHECR）簇射的无线电发射。从山顶、气球或卫星上观测大面积冰或水的天线可能比更传统的技术更具竞争力。我们提出了一个估计的高海拔天线的曝光，这提供了洞察这种技术的前景UHECR检测。我们发现，一个卫星天线可能会达到一个显着更大的曝光比现有的UHECR天文台，但无线电反射信号的实验特性，需要建立这种方法的潜力。气球或山顶天线被发现在任何情况下都没有竞争力。
2013-11-04 astro-ph.HE astro-ph.IM
Constraining the efficiency of cosmic ray acceleration by cluster shocks
利用ENZO网格模拟研究了无碰撞结构形成激波对宇宙射线的加速。来自FERMI卫星的数据使得能够使用星系团作为粒子加速模型的试验台。基于先进的宇宙学模拟，包括气体和宇宙射线物理的不同处方，我们使用预测的γ射线发射来约束冲击加速效率。我们推断，对于宇宙冲击，特别是对于2<M<5的合并冲击，效率必须平均<0.1%，这些合并冲击主要是造成团内介质热化的原因。这些结果出现，无论是从非辐射和辐射运行，包括从活动星系核的反馈，以及从一个类似于MACSJ1752.0+0440集群的缩放reimulations。我们报告的加速效率的限制低于文献中迄今为止所假设的。结合星系团射电辐射的信息，看来对ICM中激波加速的现有认识的修正是不可避免的。
2016-03-08 astro-ph.GA astro-ph.HE
Constraining baryon loading efficiency of AGNs with diffuse neutrino flux from galaxy clusters
本文研究星系团中宇宙线扩散并计算其弥漫中微子流强，利用IceCube对未分辨TeV-PeV中微子流强的上限，将星系团平均重子加载因子限制在约2×10⁻³–0.1，比后发座γ射线观测约束更严格。
2023-09-17 astro-ph.HE
Galaxy Clusters with the Fermi-LAT: Status and Implications for Cosmic Rays and Dark Matter Physics
星系团是已知宇宙中质量最大的系统。它们拥有相对论宇宙射线群，被认为是由大量的暗物质引力束缚的，在适当的条件下，可以产生可检测的$γ$射线通量。在费米卫星发射之前，人们乐观地预测，通过其主要仪器--大面积望远镜（LAT）的观测，星系团将被确定为$γ$射线明亮天体。然而，尽管做出了许多努力，甚至一个单一的集群检测仍然悬而未决。
2015-02-09 astro-ph.HE
Constraining heavy decaying dark matter with the high energy gamma-ray limits
我们认为衰变的暗物质与质量$10^{7} \lesssim M \lesssim 10^{16}$ GeV，作为超高能（UHE）伽马射线的来源。使用最近的限制UHE伽马射线通量的能量$E_γ> 2 \cdot 10^{14}$ eV，提供了广泛的空气淋浴观测站，我们把限制质量和寿命的暗物质。我们还讨论了EAS-MSU实验探测到的100 PeV光子通量的可能的暗物质衰变起源。
2016-09-21 astro-ph.HE hep-ph
Identifying Breaks and Curvature in the Fermi Spectra of Bright FSRQs and Constraining the Emission Region
平谱射电类星体（FSRQs）的伽马射线能谱偏离简单的幂律，以前已经观察到，但这仍然是未知的原因。如果伽马射线发射区靠近中心黑洞，那么来自宽线区域的光子对伽马射线的吸收预计会在伽马射线光谱中产生两个固定能量的光谱断裂。我们检查了9个明亮的FSRQs的断裂和曲率的证据。虽然我们确认偏离一个简单的幂律，断裂能通常不是预测的双吸收体模型。在某些对象中，对数抛物线拟合优于破幂律。通过将数据分成两个相等的时间段，我们发现许多物体的光谱形状随时间而变化。
2012-10-02 astro-ph.HE
Secondary cosmic rays in the NUCLEON space experiment
NUCLEON空间观测站是一个直接宇宙射线分光计，旨在利用$Z=1-30$研究能量为$10^{12}-10^{15}$ eV的宇宙射线核。它是作为俄罗斯资源-P 2号卫星上的附加有效载荷发射的。在这项工作中，B/C，N/O和subFe/Fe比。该实验已经工作了预期时间的一半，因此数据具有初步状态，但它们已经清楚地表明了本文简要讨论的几种天体物理现象。
2018-09-25 astro-ph.HE
Anti-Matter in Cosmic Rays : Backgrounds and Signals
最近的PAMELA和ATIC数据似乎表明，正电子宇宙射线超过约10 GeV，这可能是由于银河系暗物质粒子湮灭。然而，这一信号的背景存在许多不确定性，这使得我们的任务难以约束暗物质或任何其他天体物理学解释这些最近令人惊讶的数据。
2009-05-20 astro-ph.CO astro-ph.HE hep-ph
Constraining the hadronic properties of star-forming galaxies above $1\, \rm GeV$ with 15-years Fermi-LAT data
本文利用15.3年Fermi-LAT数据分析了70个恒星形成与星暴星系的γ射线发射，新发现2个星暴星系的γ射线迹象，并探讨了高能质子量热分数与恒星形成率的关系及对EGB的贡献。
2024-08-29 astro-ph.HE
Direct detection of cosmic rays: through a new era of precision measurements of particle fluxes
在过去几年中，由于有可能在长时间气球飞行、卫星和国际空间站上进行实验，对宇宙射线的直接测量得到了推动。收集的统计数据的增加和探测器结构的技术改进允许在更高的能量下进行通量测量，减少了过去不同实验之间的差异。然而，高的统计精度并不总是与系统学估计中所需的精度相关联;粒子谱中的特征可能被错误地引入或隐藏。将对直接宇宙射线测量的最新实验结果进行审查和比较，特别强调它们的相似之处和差异。
2014-07-04 astro-ph.HE
Constraining the dark matter contribution of $γ$ rays in Cluster of galaxies using Fermi-LAT data
本研究利用Fermi-LAT 12年观测数据，对49个近邻高X射线通量星系团的暗物质γ射线信号开展联合搜寻，得到了潜在信号的统计显著性与暗物质参数拟合值，并指出该信号更可能源自星系团内宇宙射线碰撞过程。
2023-03-29 astro-ph.CO astro-ph.HE hep-ph
Observing Galactic Black Hole Sources in Hard X-rays
银河系黑洞源的观测传统上是在经典的X射线范围（2 - 10千电子伏），由于灵敏度的限制。然而，大多数吸积能量的辐射都在10 keV以上，对这些硬X射线源的研究有可能揭示吸积盘内部区域的辐射机制，据信，吸积盘是无数迷人特征的所在地，如喷流发射，高频QPO发射等。我将简要总结硬X射线的长期观测特征，如光谱状态识别，状态转换和偏振发射的暗示，并描述了新的见解，将提供即将到来的Astrosat卫星，特别强调的贡献，预计从CZT成像有效载荷。
2013-10-01 astro-ph.HE
Constraining the parameters of heavy dark matter and memory-burdened primordial black holes with DAMPE electron measurements
本文利用DAMPE高能电子测量，在95%置信水平下约束重暗物质衰变寿命及承载记忆的原初黑洞熵指数和丰度，并探讨电子能谱高能尾部上行能否归因于这些暗物质信号。
2025-03-17 astro-ph.HE hep-ph
Constraining Relativistic Generalizations of Modified Newtonian Dynamics with Gravitational Waves
在广义相对论的弱场极限下，引力波服从线性方程，以光速传播。广义相对论的这些性质得到了超高能宇宙射线的观测以及LIGO最近对引力波的探测的支持。我们认为，现有的两个相对论广义的修正牛顿动力学，即广义爱因斯坦-以太理论和BIMOND，显示致命的不一致，这些意见。
2017-06-29 astro-ph.HE gr-qc hep-ph
Constraining gamma-ray propagation on cosmic distances
研究伽马射线在宇宙学距离上的传播涉及多个科学领域，重点是扩散辐射场，如河外背景光，大尺度宇宙磁性的探测，以及宇宙学和粒子物理学标准模型之外的物理学。简要回顾了机载和地面仪器对伽玛耀变体的测量、限制和观测启示。这些观测结果表明，伽马射线宇宙学是切伦科夫望远镜阵列CTA的主要科学案例之一。
2013-10-10 astro-ph.CO astro-ph.HE hep-ph
Solar System objects as cosmic rays detectors
在最近的一封信（Rimmer et al. 2014）中，木星被认为是超高能宇宙射线（UHECR）的有效探测器，通过地球轨道卫星测量木星大气层中产生的UHECR簇射的伽马射线。我们表明，这一结果是不正确的，由于错误的假设角分布的簇射粒子。我们评估了其他太阳系天体作为UHECRs探测的潜在目标，发现所提出的技术要么不可行，要么与传统的地基UHECRs探测器没有竞争力。
2014-05-22 astro-ph.EP astro-ph.HE
The Search for >35 MeV Neutrons from the June 3, 2012 Impulsive Flare
我们分析了2012年6月3日观测到的一次高脉冲太阳耀斑。与这次耀斑有关的是，FERMI、RHESSI卫星和国际空间站上的探测器探测到了硬X射线、高能伽马射线和中子的发射。我们将这些结果与太阳动力学观测卫星上的紫外望远镜拍摄的照片进行了比较，发现太阳表面几乎同时在两个位置上存在两条磁绳的交叉结构。费米大面积望远镜卫星探测到高能伽马射线，这意味着脉冲耀斑是太阳表面质子加速过程的主要来源之一。在研究之初，脉冲太阳耀斑被认为是粒子加速过程的主要来源;我们目前的观测证实了这一假设。
2015-08-20 astro-ph.HE astro-ph.SR
Constraining Cosmic-ray Transport with Observations of the Circumgalactic Medium
最近的理论研究预测，低红移的$\sim L_*$星系周围的环星系介质（CGM）可能有大量的非热压力支持的形式宇宙射线。然而，这些预测是敏感的宇宙射线传输的具体模型，这是理论和观测不足的约束。在这项工作中，我们提出了一个新的观测约束计算的径向平均，有效的宇宙射线传输率，$κ_{\rm min}^{\rm eff}$的下限。在广泛的假设下（只要宇宙射线在银盘中不损失其能量的显著部分，无论宇宙射线压力在CGM中是否重要），我们证明了$κ_{\rm min}^{\rm eff}$和三个可观测的星系属性之间的明确关系：总氢柱密度，平均恒星形成率和气体圆周速度。我们使用一套FIRE-2星系模拟与各种宇宙射线传输物理证明，我们的分析模型的$κ_{\rm min}^{\rm eff}$是一个强大的下限的真实宇宙射线传输率。然后，我们应用我们的新模型来计算星系中的COS-Halos样本的$κ_{\rm min}^{\rm eff}$，并确认这已经揭示了有力的证据，有效的传输率迅速上升远离星际介质的值$κ_{\rm min}^{\rm eff}\gtrsim 10^{30-31}\,{\rm cm}^2\,{\rm s}^{-1}$（对应于各向异性流速度的$v^{\rm stream}_{\rm eff} \gtrsim 1000\,{\rm km}\,{\rm s}^{-1}$）在弥漫CGM，在碰撞…
2023-03-14 astro-ph.GA astro-ph.HE
Constraining models of hadronic showers using proton-Oxygen collisions at the LHC involving proton/neutron tagging
本文研究利用LHC 2025年质子-氧碰撞中前向质子/中子标记的色中性粒子介导过程，以约束和改进宇宙线强子簇射模型。
2024-02-20 astro-ph.HE hep-ex
Constraining decaying very heavy dark matter from galaxy clusters with 14 year Fermi-LAT data
本研究利用7个近邻星系团的14年Fermi-LAT数据，考虑多种衰变道与电磁级联效应，采用Navarro-Frenk-White轮廓和轮廓似然法，在95%置信水平下给出了极重衰变暗物质寿命的下限，为相关间接探测提供了互补约束。
2024-02-07 astro-ph.CO astro-ph.HE hep-ph
Constraining annihilating dark matter mass by the radio continuum spectral data of a high-redshift galaxy cluster
在过去的十年中，湮灭暗物质模型的性质被各种数据所检验，包括γ射线、无线电波、X射线、正电子、电子、反质子和中微子的数据。特别是，大多数研究集中在我们的银河系，附近的星系（如M31星系）或附近的星系团（如天炉座星系团）的数据。在这篇文章中，我们检查档案无线电连续光谱数据的一个相对高红移的星系团（A697集群），以限制的性质湮灭暗物质。我们发现亲轻子湮没通道（$e^+e^-$、$μ^+μ^-$和$τ^+τ^-$）可以与A697星系团的射电连续谱非常好地拟合。
2020-07-10 astro-ph.CO astro-ph.HE
Prospects for Detecting Gamma Rays from Annihilating Dark Matter in Dwarf Galaxies in the Era of DES and LSST
对暗物质湮灭截面的最严格的限制来自费米伽马射线太空望远镜对矮星系的观测。作为电流（例如，暗能量巡天（DES）和未来的大型综合巡天望远镜（LSST）光学成像巡天发现了更多的银河系超暗卫星星系，它们可能会增加费米对暗物质湮灭的敏感性。在这项研究中，我们使用银河系的卫星人口的半分析模型来预测可能被DES和LSST发现的矮星的特征，并预测这些发现将如何影响费米对暗物质的敏感性。虽然我们发现可能会有适度的改进，但DES和LSST发现的矮星系不太可能将费米的灵敏度提高2-4倍以上。然而，这种前景可能是保守的，因为我们的模型低估了斯隆数字巡天中实际发现的具有巨大潜在湮灭信号的超微弱星系的数量。我们基于模拟的方法专注于银河系卫星人口统计，补充了现有的基于几何的估计。
2015-03-03 astro-ph.CO astro-ph.GA astro-ph.HE
