Deflections of ultra-high energy cosmic rays by the Milky Way magnetic field: how well can they be corrected?
超高能宇宙射线（UHECR）源的定位仍然是现代天体物理学的一个难题。在寻找源的一个主要障碍是事实上，UHECR是由银河磁场（GMF）偏转。目前对GMF的了解是有限的，因为大多数实验测量跟踪视线-用于获得包括大随机分量的全球模型的最佳拟合参数的积分量。然而，盖亚时代的到来，伴随着对$\sim 10^9$恒星散射的测量，以及即将到来的大型偏振测量，使得GMF的3D测量第一次在原则上成为可能。这样的测量可以用来尝试重建个别UHECR通过银河系的轨迹，以纠正它们的偏转。出于这些发展，在目前的工作中，我们研究这样的校正的限制，通过检查其有效性如何取决于任何这样的未来磁场测量的不确定性。为此，我们模拟尝试重建的宇宙射线的轨迹，通过使用假设的测量的GMF，从两个最近更新的GMF模型收到的值的基础上。为了模拟三维测量的不确定性，分别为天空平面（POS）幅度，视线（LOS）幅度和POS方向引入这些值的随机误差。我们的研究结果突出了一个有效的校正是可以实现的条件。我们发现，有效性取决于粒子的刚度和到达方向，并可以根据所使用的GMF模型显着变化。
2019-03-08 astro-ph.HE
On the Origin of Ultra-high-energy Cosmic Rays Assuming a Heavy Mass Composition
Institute of Physics of the Czech Academy of Sciences（捷克科学院物理研究所）
本研究假设超高能宇宙射线由铁核组成，通过模拟传播研究其来源，发现活跃星系核与恒星burst星系相比更符合观测数据，但GMF偏转使源识别仍具挑战性。
2025-07-31 astro-ph.HE
Do Ultrahigh Energy Cosmic Rays Come from Active Galactic Nuclei and Fermi $γ$-ray Sources?
我们研究了俄歇、AGASA和雅库茨克观测到的高能宇宙射线（UHECR）与附近活动星系核（AGN）和$Fermi$源之间可能存在的相关性。我们考虑的偏转效应的银河系磁场（GMF）模型约束的最新测量。我们发现银河系磁场对UHECR的平均偏转角小于$4^\circ$。俄歇宇宙线事件和附近的活动星系核之间的相关性与$\sim 4σ$的显着性水平被发现的俄歇UHECR数据集与或不偏转校正。AGASA/雅库茨克事件与附近活动星系核之间没有相关性。当考虑由GMF模型计算的偏转时，发现Auger事件和$Fermi$源之间以及AGASA事件和$Fermi$活动星系核之间存在边缘相关。然而，雅库茨克数据和$Fermi$源之间没有发现相关性。一些$Fermi$源靠近俄歇、AGASA和雅库茨克探测到的UHECR事件的到达方向，其中大部分可能是偶然巧合，而不是附近宇宙中产生UHECR的物体。NGC 4945、ESO 323-G77、NGC 6951和Cen A等4个100 Mpc以内的$Fermi$源，在距其位置$3.1^{\circ}$以内都有UHECR事件，可能是宇宙线加速器。然而，只有在优选地在这些方向上检测到更多的UHECR时，才能确认关联。
2010-08-18 astro-ph.HE
Search for single sources of ultra high energy cosmic rays on the sky
本文提出了一种在背景上识别天空中超高能宇宙射线（UHECR）单个亮源的新方法。我们在最高能量（E > 6 x 10^19 eV）下寻找事件的双峰，并识别出低能量的尾巴，这些尾巴被银河磁场（GMF）偏转。对于被检测到的源，我们可以在68%的情况下恢复它们在天空中的角位置，从真实的1度。规则GMF的偏转功率的重建强烈地受湍流GMF的值的影响。对于地球附近4 microG的典型值，可以在68%的情况下以25%的精度重建偏转功率。
2010-06-28 astro-ph.HE
The Highest-Energy Cosmic Rays Cannot be Dominantly Protons from Steady Sources
观测到的大部分高能宇宙射线可能是轻元素或重元素，并且起源于稳定或短暂的源群。这给我们留下了四个一般类别的来源。能量需求对单个源的亮度设定了下限，而天空中粒子到达方向的分布对源数密度设定了下限。后一种约束取决于由于带电粒子在从源到地球的传播期间的磁偏转而导致的天空图中的角拖尾。我们对比这些限制与现有的发光稳定的物体在附近的宇宙调查的光度函数，并强烈约束的四类源模型，即稳定的质子源。在95%的置信水平下，排除了能量为$> 8\times 10^{19}\,$ eV的宇宙射线主要是来自稳定源的纯质子的可能性，前提是质子在飞行中经历小于$30^\circ$的磁偏转。
2016-10-25 astro-ph.HE
Lensing effects of ultra-high-energy cosmic rays propagating in the Galactic magnetic field
本文研究银河系磁场对超高能宇宙线传播的透镜效应，基于四种GMF模型分析不同刚度下的偏转、多重像及通量变化，揭示其对质量成分和各向异性观测的影响。
2025-09-23 astro-ph.HE
Effects of the galactic magnetic field upon large scale anisotropies of extragalactic Cosmic Rays
到达地球的河外宇宙射线的到达方向的大尺度模式不同于通过银河磁场传播而到达银河晕的通量的到达方向。在这个过程中有两种不同的影响：轨道的偏转和（去）加速的电场组件由于银河系的旋转。宇宙线轨迹的偏转使得从某个方向到达晕的通量强度看起来是从另一个方向到达地球的。这适用于河外分布中的任何固有各向异性，或者甚至在没有固有各向异性的情况下，也适用于当观察者相对于宇宙射线静止坐标系移动时引起的偶极康普顿-吉丁各向异性。对于一个随太阳系运动的观测者来说，穿过银河系遥远区域的宇宙射线也会受到来自本地系统的相对运动（由于银河系的旋转）的电力，其中的场可以被认为是纯磁性的。这会产生粒子动量的微小变化，即使是各向同性的河外通量也会产生大尺度的各向异性。
2010-09-29 astro-ph.HE
Anisotropies of ultrahigh-energy cosmic rays in a scenario with nearby sources
由于银河系和河外磁场的影响，超高能宇宙线源的图像以一种与能量相关的方式发生扭曲。这些偏转也会影响观测到的宇宙射线谱，特别是当源是瞬态的时候。我们研究的情况下，一个或几个附近的河外源，如CenA或M81/M82，提供了占主导地位的贡献，以上的脚踝的宇宙射线流量的频谱。我们讨论的角色散引起的湍流河外磁场的影响，和相干偏转所造成的规则的银河系磁场，与相关的多重成像的来源。我们认为，这些来源的可能贡献的偶极分布发现的皮埃尔俄歇天文台以上8 EeV，以及暗示的热点观测皮埃尔俄歇和望远镜阵列天文台在更高的能量，考虑到混合性质的宇宙射线成分。
2022-02-07 astro-ph.HE
UHECR correlations taking account of composition and Galactic magnetic deflections
我们预测了宇宙射线的到达方向分布，包括它们在银河系磁场中的偏转，对于几种组合的源和成分假设：源是硬X射线活动星系核或均匀采样的星系物质分布，在源处的成分是纯质子或是银河系宇宙线成分CREAM测量。我们使用Jansson-Farrar 2012模型的常规分量用于GMF，并允许刚度低至2 EeV。我们报告的相关性发表的UHECR，重新调整事件能量，以调和光谱的不同的实验，并考虑到整体能量的不确定性，不同的组成假设被认为是。这项工作证明了计算GMF偏转到足够低的刚度，以允许在相关性研究中的重组合物的可行性，并且即使对于混合或重组合物，只要UHECR来自局部宇宙，也应该预期非平凡的到达方向结构。
2013-08-19 astro-ph.HE
Searching for signals of magnetic lensing in ultra-high energy cosmic rays
超高能宇宙射线大多数是带电粒子，因此它们在从源头到地球的路径上会被磁场偏转。由这些偏转引起的一个有趣的现象是出现一个源的多个图像，即来自同一源的具有相同能量的宇宙射线可以从不同方向到达地球。在这项工作中，我们提出了一种技术来识别二次图像，产生的银河系磁场的经常性组成部分，受益于近焦散线的通量显着放大的事实。
2011-07-04 astro-ph.HE
Galactic halo bubble magnetic fields and UHECR deflections
我们考虑了费米泡结构所在的星系晕泡区电子的同步辐射。利用一个简单的非热电子分布的解析表达式和一个玩具磁场模型，我们模拟了频率为30~GHz的极化同步辐射图。比较这些地图与观测数据，我们得到我们的玩具星系晕泡磁场模型的参数约束。利用此玩具磁场模型的参数值范围，我们确定了相应的超高能宇宙射线（UHECR）的到达方向和抑制因子的范围从潜在的本地源位置。我们发现，高水平的通量抑制（下降到2\%）和大偏转角（$\geq 80^{\circ}$）的源位置的视线通过星系晕泡区是可能的。我们的结论是，磁场在星系晕气泡区域可以强烈主导的偏转水平UHECR的经验，而从本地源传播到地球。
2022-10-03 astro-ph.HE
Bounds on the density of sources of ultra-high energy cosmic rays from the Pierre Auger Observatory
我们得到的超高能宇宙射线的源的密度下限从皮埃尔俄歇天文台检测到的最高能量的事件的到达方向缺乏显着的集群。均匀分布的等本征强度的源的密度被认为是大于$\sim (0.06 - 5) \times 10^{-4}$ Mpc $^{-3}$在95% CL，这取决于磁偏转的大小。类似的界限，在范围$(0.2 - 7) \times 10^{-4}$ Mpc $^{-3}$，获得源以下的本地物质分布。
2013-05-07 astro-ph.HE
Angular distribution of cosmic rays from an individual source in a turbulent magnetic field
我们得到的角分布的宇宙射线到达观察者从一个单独的源和传播后，通过湍流磁场，源距离和扩散长度之间的不同比例。我们研究了高能量的准直线制度，以及在较低的能量，偏转变大的扩散制度的过渡。我们考虑能量损失的影响，表明它们往往会在给定的能量下增强源的各向异性。我们还讨论了透镜效应，特别是那些可能会导致从正规的银河系磁场组件，并表明，湍流河外磁场的效果可以平滑的发散放大率峰值，将导致在没有湍流偏转的限制点状源。
2016-03-14 astro-ph.HE hep-ph
UHECR deflections in the coherent Galactic magnetic field
Université de Paris Cite, CNRS, Astroparticule et Cosmologie（巴黎 Cité 大学、法国国家科学研究中心、粒子与宇宙学研究所）
本文针对超高能宇宙线在多个主流相干银河磁场模型中的偏转问题开展研究，通过模拟不同刚度粒子的传播分析模型预测差异，明确偏转相关磁场分量并讨论建模不确定性与改进方向。
2025-11-19 astro-ph.GA astro-ph.HE
Ultra-High Energy Cosmic Rays Detected by Auger and AGASA:Corrections for Galactic Magnetic Field Deflections, Source Populations, and Arguments for Multiple-Components
超高能宇宙线事件（UHECRs）的起源和组成一直存在争议。在这里，我们改进的约束源人口（S）和成分的UHECR占现有的银河系磁场模型（GMF）的UHECR偏转。我们使用蒙特卡罗模拟的皮埃尔俄歇天文台和AGASA检测到的UHECR，以确定其外的银河系的到达方向，并比较这些与银河系和河外源。这些模拟使用了从质子到铁的UHECR成分和七种有序GMF模型，包括GMF和湍流磁场的不确定性。UHECR和附近的扩展放射性galvanism（Nagar & Matulich 2008）之间的相关性仍然有效，甚至加强，在几个GMF模型。最近的射电银河系CenA和最近的射电扩展BL Lac，CGCG 413-019，都可能是多个UHECR的来源。这种相关性似乎与扩展射电源的存在有关，而不是与底层人口的示踪剂有关。有可能，但不太可能，所有的UHECR起源于附近的放射性镓CenA。对于轻的UHECR，大约三分之一的UHECR可以“匹配”到具有扩展射电喷流的邻近星系。剩余的UHECR也可以被解释为起源于扩展的射电星系，如果一个人有至少一个：一个大的UHECR平均自由程，高集群和/或星系际磁场，一个沉重的成分为三分之二的检测到的UHECR。有几个UHECR的轨道接近银河系磁星和/或微类星体。如果扩展的射电伽辽金是或追踪UHECR源，则有序GMF的最一致模型是BS-S和BS-A模型;如果添加偶极分量，则Sun等…
2009-12-11 astro-ph.CO astro-ph.HE
Identification of Patterns in Cosmic-Ray Arrival Directions using Dynamic Graph Convolutional Neural Networks
提出了一种利用动态图卷积神经网络识别超高能宇宙射线源的新方法。这些网络旨在处理稀疏排列的对象，并利用它们的短期和长期相关性。我们的方法搜索宇宙射线的到达方向的模式，这是由于在宇宙磁场的相干偏转。该网络区分具有源特征的天体物理情景和仅具有各向同性分布的宇宙射线的天体物理情景，并允许识别属于偏转模式的宇宙射线。我们使用模拟的天体物理场景中的源密度是唯一的自由参数，以显示如何密度限制可以得到。我们将这种方法应用于AGASA天文台的公共数据集。
2020-03-29 astro-ph.HE hep-ex
Time structure of gamma-ray signals generated in line-of-sight interactions of cosmic rays from distant blazars
耀变体预计会产生伽马射线和宇宙射线。因此，观测到的来自遥远耀变体的高能伽马射线可能包含由宇宙射线质子与背景光子相互作用沿视线产生的次级伽马射线的重要贡献。耀变体的标准模型只考虑了源辐射出的初级光子，而包含宇宙射线贡献的模型预测，即使是~10 TeV的光子也应该可以从红移高达z> 0.1的遥远天体中探测到。次级光子只有在星系际磁场非常小的情况下（低于~10毫微微高斯）才对点源的信号有贡献，并且它们的检测可以用来设置视线上磁场的上限。次级伽马射线具有独特的光谱和时间特征。我们探索这种信号的时间特性，使用半解析的形式主义和详细的数值模拟，占所有相关的过程，包括磁偏转。特别是，我们阐明的时间延迟来自质子偏转和电磁级联的相互作用，我们发现，在多TeV的能量，二次伽马射线可以显示变化的时间尺度上的几年的飞秒高斯磁场。
2012-09-21 astro-ph.CO astro-ph.HE
Multimessenger search for point sources: ultra-high energy cosmic rays and neutrinos
超高能宇宙射线（UHECR）和中微子的起源仍然是一个谜。强子加速理论认为它们应该与伽马射线起源于相同的来源（天体物理学或宇宙学）。虽然伽马射线与天体物理来源有关，但迄今为止还没有发现UHECR或中微子的点源。本文提出用超高能电子回旋共振和中微子的多信使组合作为寻找高能粒子点源的一种新途径。本文提出了一种计算UHECR和中微子互相关的统计方法。通过获得从观测到的UHECR到选定角距离内的中微子事件数量的概率密度函数，可以计算出在观测到的UHECR附近的中微子事件数量，这是声称具有选定意义的发现所必需的。不同的角距离（箱大小）被认为是由于未知的星系和星系际磁场中的宇宙射线偏转。可能观测到的相关性的到来方向的UHECR和中微子将提供强有力的指示强子加速理论。这两种信使与某些观测到的天体位置的相关性将指示加速的位置。超高能电子回旋共振和中微子在到达方向上的任何系统性偏移都可能使我们对宇宙射线的磁场偏转有更多的了解。
2009-10-02 astro-ph.HE astro-ph.IM
Probing Cosmic-ray Propagation with TeV Gamma Rays from the Sun Using the HAWC Observatory
内太阳系的宇宙射线受到地磁场和行星际磁场的偏转，同时与太阳的光球层相互作用，产生伽马射线。这种现象可以通过观测来自太阳方向的宇宙射线通量中的缺陷（“阴影”）和在各向同性背景之上寻找多余的光子信号来研究。自2014年底以来，墨西哥的高海拔水切伦科夫（HAWC）天文台一直在收集TeV能量的太阳盘数据。我们提出了我们的第一个努力，估计从太阳的TeV伽马射线的光度，可用于限制生产机制，包括天体物理过程和超越标准模型的预测。
2017-08-11 astro-ph.HE
Extragalactic magnetic field constraints from ultra-high-energy cosmic rays from local galaxies
我们解释了本地恒星形成星系的位置和超高能宇宙射线（UHECR）的方向，最近发现的皮埃尔俄歇天文台（PAO），在物理参数：本地源的密度和磁场管理的UHECR传播的相关性。我们包括一个随机河外磁场描述的顶部银河系磁场模型，以确定从源位置合奏预期的UHECR偏转水平。除了在磁场偏转，我们还考虑到能量损失与背景光子场以及光谱和成分测量的PAO。我们发现PAO各向异性测量和本地恒星形成星系密度之间的一致性大的河外磁场强度与$B > 0.2 \ \rm nG$（相干长度为$1 \ \rm Mpc$）在$5σ$的置信水平。更大的源密度导致更各向同性的背景，因此允许较弱的河外磁场。然而，以如此丰富的资源加速UHECR的发展更具挑战性。另一方面，太大的源密度和河外磁场强度也是不利的，因为这会降低预期的各向异性水平。这导致$B < 22 \ \rm nG$和$ρ_0 < 8.4 \cdot 10^{-2} \ \rm Mpc^{-3}$的上限为90\ %置信水平。
2021-12-06 astro-ph.HE
Mapping UHECRs deflections through the turbulent galactic magnetic field with the latest RM data
研究了银河系磁场随机部分对超高能宇宙射线传播的影响。在对银河系中电子密度波动性质的非常温和的近似中，我们能够推导出观测到的旋转测度方差与预测的宇宙线偏转之间的明确而直接的关系。值得注意的是，这是完全绕过湍流等离子体的磁特性的详细知识。根据电子密度谱的参数，我们可以直接估计预期的偏转，或者从上面限制它。由于最新的观测数据的旋转措施，我们建立了一个方向依赖的地图，这样的偏转。我们发现，在大部分的天空中，40 EeV质子的随机偏转不超过1至2度，并可以大到5度接近银河平面。
2016-02-24 astro-ph.CO astro-ph.HE
Can astrophysical neutrinos trace the origin of the detected ultra-high energy cosmic rays?
由于天体物理学中微子是在宇宙射线的相互作用中产生的，因此利用中微子的方向相关性来识别宇宙射线的起源是该领域最有趣的可能性之一。为此，特别是超高能宇宙射线（UHECR）是有希望的，因为它们比低能量的宇宙射线更少地被河外和银河磁场偏转。然而，UHECR的光强子相互作用限制了它们的视界，而中微子在宇宙学距离上不相互作用。我们研究的可能性，以寻找各向异性从理论的角度来看，考虑到UHECR视界，磁场偏转，和宇宙学源的演化，通过调查中微子UHECR的相关性。在假设中微子和UHECR都来自同一个源类的情况下，我们证明了中微子多重态的非观测强烈限制了发现中微子-UHECR关联的可能性。
2020-04-09 astro-ph.HE
Ultrahigh energy cosmic rays from nearby starburst galaxies
超高能宇宙射线是自然界中观测到的亚原子粒子中能量最高的。寻找它们神秘的起源是目前科学界面临的一个重大挑战。在这里，我们探索这些粒子来自附近的星暴星系的可能性，这一情景与最近望远镜阵列实验观察到的宇宙射线热点相匹配，该热点位于距离星暴星系M82方向不远的57~EeV以上。具体而言，我们研究的随机传播的高能宇宙射线在空间中通过国家的最先进的模拟框架CRPropa~3，考虑到所有相关的粒子相互作用以及偏转的干预磁场。为了确保对这个模型的全面理解，我们考虑了能谱，宇宙成因中微子和伽马射线，以及到达方向的分布。星暴星系的情景很好地再现了望远镜阵列和皮埃尔俄歇天文台的观测结果，使其对于解释最高能量的宇宙射线的起源非常有吸引力。
2018-05-08 astro-ph.HE
Evidence for a Supergalactic Structure of Magnetic Deflection Multiplets of Ultra-High Energy Cosmic Rays
利用望远镜阵列（TA）表面探测器7年的数据，报告了能量超过10 $^{19}$ eV的超高能宇宙线（UHECR）的大尺度超星系宇宙线多重态（到达方向与能量相关）结构的证据，并更新为10年。先前的能量-位置相关性研究已经对磁场形状和强度以及UHECR成分做出了假设。这里测试的假设是，由于超星系平面是一个适合的平均物质密度的本地大尺度结构（LSS），UHECR源和干预河外磁场与此平面。这一超星系偏转假说是由整个视场（FOV）的中等规模的能量角相关的强度的行为进行测试。在FOV的球冠截面箱（楔形）中测量这些多重峰，以解释相干和随机磁场。发现的结构是一致的超星系偏转，以前发表的能谱各向异性的TA（热点和冷点）的结果，和玩具模型模拟的超星系磁片。在各向同性天空中偶然出现的这种多重态超星系结构的七年试验后数据的显著性由蒙特卡罗模拟发现为4.2 $σ$。试验后10年数据的显著性为4.1 $σ$。此外，星暴星系M82被证明是一个可能的源TA热点，并估计超星系磁场使用UHECR测量。
2020-07-02 astro-ph.HE
Search for correlations of high-energy neutrinos and ultra-high-energy cosmic rays
IceCube中微子天文台最近发现了令人信服的证据，证明一个特定的耀变体产生高能中微子和$\mathrm{PeV}$宇宙射线，但几个$\mathrm{EeV}$以上的宇宙射线来源仍然不明。据信，加速超高能宇宙射线（UHECR）的相同环境也通过较低能量宇宙射线的强子相互作用产生高能中微子。冰立方中微子天文台、皮埃尔·俄歇天文台和望远镜阵列的三次联合分析中，有两次给出了高能中微子和UHECR可能存在方向相关性的线索。然而，随着数据的增加，这些暗示变得不那么重要了。最近，开发了一种改进的分析方法，该方法与其他分析方法相辅相成。这种分析搜索中微子点源附近的UHECR与搜索窗口估计银河磁场的偏转。我们提出了这种新的分析方法寻找常见的强子源，另外包括中微子数据测量ANTARES，以增加在南半球可能的相关性的灵敏度。
2019-05-24 astro-ph.HE
Disappointing model for ultrahigh-energy cosmic rays
俄歇天文台的观测数据表明，在（1 - 3）EeV处，超高能宇宙射线谱的化学成分以质子为主，随着能量的增加，其化学成分逐渐变重。为了解释这一特征，我们假设（1 - 3）EeV的质子是河外质子，并推导出它们的最大加速能量E_p^{max} \simeq 4 EeV，这与光谱和组成都是一致的。我们还假设了重核的刚性相关加速机制E_A^{max} = Z x E_p^{max}。该模型有相当令人失望的结果：i）没有π光子的CMB光子在河外空间的光生，因此ii）没有高能量宇宙成因中微子流量; iii）没有GZK截止的频谱; iv）没有相关性，由于核偏转在银河系磁场的最高能量附近的源。
2011-05-05 astro-ph.HE
Gamma-ray Signatures of Ultra High Energy Cosmic Ray Line-of-sight Interactions
超高能宇宙射线（UHECR）在到达地球的途中相互作用，产生次级伽马射线。对于高宇宙射线功率和弱星系际磁场的情况下，这些UHECR的偏转可能很小，导致可检测到的伽马射线通量指向其起源。我们总结了目前的结果和前景，检测这些相互作用的签名使用当前和下一代成像大气切伦科夫望远镜。
2013-09-29 astro-ph.HE
The Galactic Magnetic Field and Ultrahigh-Energy Cosmic Ray Deflections
近年来，我们对银河系磁场（GMF）的了解有了相当大的增加，但同时仍然远远不够。通过说明的方式，描述了Jansson和Farrar（2012）（JF12）GMF模型，强调了它是如何被约束的，以及随着建模和约束数据的改进，哪些特征是稳健的或可能改变。下一阶段建模工作最迫切的要求是建立一个更符合实际的相对论性电子分布模型（以减少与解释同步加速器数据有关的系统误差），并从理论上更好地了解大规模相干场的起源（以更好地对场进行唯象参数化）。即使在其目前的发展阶段，JF12模型允许一些重要的结论，在GMF的UHECR挠度制定。
2014-05-14 astro-ph.HE
Analysis of large-scale anisotropy of ultra-high energy cosmic rays in HiRes data
立体数据收集的HiRes实验超过六年的时间内进行检查大规模的各向异性有关的不均匀分布的物质在附近的宇宙。我们考虑小的宇宙射线偏转和大量的源跟踪物质分布的一般情况。在这个物质示踪模型中，预期的宇宙射线通量基本上取决于一个自由参数，即典型的偏转角θ。我们发现，HiRes的数据与阈值能量为40 EeV和57 EeV是不兼容的物质示踪剂模型在95%的置信水平，除非θ大于10度，并与各向同性通量兼容。10 EeV以上的数据集是兼容的物质示踪剂模型和各向同性通量。
2010-02-07 astro-ph.HE
Two Numerical Methods for the 3D Anisotropic Propagation of Galactic Cosmic Rays
传统的宇宙线传播模型通常假设一个各向同性的扩散系数来解释宇宙射线被湍流的星际磁场随机偏转。这样的图像是非常成功的解释许多观测现象有关的银河系宇宙射线的传播，如破碎的幂律能谱，二次到一次比等，但是，各向同性的扩散假设正面临着严峻的挑战，从最近的观测。特别是，对TeV宇宙射线的大尺度各向异性的观测表明，偶极子方向与传统模型的预测不同。一个可能的原因是，大尺度规则磁场导致宇宙射线的各向异性扩散，没有被包括在公共数值包提供的模型。本文提出了求解$3$维各向异性输运方程的两种数值格式：伪源方法和Hundsdorfer-Verwer格式。两种方法都通过重现实测的B/C和质子谱以及二维模拟所期望的谱指数径向变化进行了验证。作为预测能力的演示，偶极各向异性也计算了一个玩具模拟与粗糙的磁场。
2020-03-21 astro-ph.HE
X-rays associated with the jet-cloud interacting radio galaxy 3C 277.3 (Coma A): implications for energy deposition
我们报告发现与钱德拉的X射线发射气体与喷云相互作用在射电星系3C 277.3（后发座A），一个源，属于最重要的功率范围内的无线电模式反馈在宇宙中。这种被喷流加热的热气体主导了云的质量，这导致了千帕次尺度射电喷流的极端投影偏转。从3C 277.3的核发射的高吸收X射线证实了喷流靠近天空平面，因此具有很大的内在偏转。我们在射电瓣的尺度上探测到了群气体，并看到X射线空腔与最明亮的射电辐射相吻合，我们认为X射线增强的瓣是冲击的结果。X射线臂和H $α$发射细丝的位置之间的反相关性被认为是源于与一个或多个富含气体的星系的合并，这表明在叶周围前进的冲击被致密的较冷物质所抑制。同步加速器X射线发射是从第二个明亮的无线电结的上游边缘检测到的。X射线也从未被探测到的反喷流进入北部无线电热点的位置被探测到。我们认为这些X射线是来自小尺度亚结构中激波的同步辐射。
2016-02-01 astro-ph.GA astro-ph.HE
PARSEC: A Parametrized Simulation Engine for Ultra-High Energy Cosmic Ray Protons
我们提出了一个新的模拟引擎，用于快速生成超高能宇宙线数据的基础上参数化的共同假设的UHECR起源和传播。实施的是非结构化的湍流河外场的偏转，质子的能量损失，由于光π生产和电子对生产，以及从宇宙膨胀的影响。此外，一个简单的模型来估计从铁核的传播效果。银河系磁场的偏转包括使用矩阵的方法与预先计算的透镜产生的回溯宇宙射线。PARSEC程序基于面向对象的编程范式，使用户能够扩展已实现的模型，并可通过图形用户界面进行操纵。
2013-12-12 astro-ph.HE
Approximating light rays in the Schwarzschild field
一个简短的公式，建议近似的史瓦西场的光子轨迹比其他简单的处方从文献。我们比较它与各种“低阶竞争对手”，即与以下的精确公式小$M$，与一个结果的基础上伪牛顿的潜力，与适当调整的双曲线，并与有效的和经常采用的近似Beloborodov。我们主要关心的是在有限半径的光子轨迹的形状，但渐近行为也进行了讨论，重要的透镜。一个例子表明，新建议的近似是可用的-和非常准确的-实际解决射线偏转练习。
2015-02-12 astro-ph.HE gr-qc
Honing cross-correlation tools for inference on ultra-high-energy cosmic-ray composition
本研究提出一种通过宇宙线与星系角交叉相关量化各向异性的新检验统计量，可提升对超高能宇宙线化学成分的推断精度，能排除特定铁或氢比例，并可用于独立检验磁场模型及比较成分模型。
2024-04-22 astro-ph.CO astro-ph.HE
On the astrophysical origin of cosmic rays: Constraining the Ultra-High-Energy Cosmic Ray Horizon through Nearby Galaxy Distributions
Instituto de Astronomía Teórica y Experimental (IATE), CONICET, Observatorio Astronómico de Córdoba（理论与实验天体物理研究所（IATE），阿根廷国家科学研究委员会，科尔多瓦天文台）；Gabinete de Astronomía Extragaláctica, Departamento de Geofísica, Astronomía y Física, CONICET, Facultad de Ciencias Exactas, Físicas y Naturales, Universidad Nacional de San Juan（河外天文研究室，地球物理学、天文学与物理系，阿根廷国家科学研究委员会，理学院，圣胡安国立大学）；Observatorio Astronómico de Córdoba, UNC（科尔多瓦天文台，科尔多瓦大学）
研究超高能宇宙射线起源问题，通过构建星系样本，利用偶极比较和角交叉相关分析，考虑银河磁场偏转，发现 8 EeV 及以上 UHECR 各向异性主要由约 50 - 60 Mpc 内的源驱动，明确了其有效传播视界。
2026-08-31 astro-ph.CO astro-ph.GA astro-ph.HE
Extreme Energy Cosmic Rays "Treasure Maps": a new methodology to unveil the nature of cosmic accelerators
本文提出一种逐事件、依赖成分的观测方法，利用极端能量宇宙线在银河系及河外星系际磁场中的偏转差异，区分稳态源与瞬变源，从而揭示宇宙加速器的本质。
2023-08-13 astro-ph.HE astro-ph.IM
The Galactic Magnetic Field and UHECR Deflections
本文研究了银河系磁场对超高能宇宙射线偏转的影响，提出了包含 Local Bubble 前景辐射的 GMF 新拟合，并分析了五个最高能事件的溯源，发现部分最高能事件可能源于暂现源。
2025-03-03 astro-ph.GA astro-ph.HE
Propagation of Ultra High Energy Cosmic Rays in Extragalactic Magnetic Fields: A view from cosmological simulations
我们用CRPropa程序模拟了超高能宇宙射线的传播（能量$\geq 10^{18} \rm eV$和纯质子成分）通过银河系外磁场，已经用宇宙学ENZO代码模拟。我们测试了原始和天体物理的磁成因方案，以调查不同的磁场强度在集群中的影响，在宇宙学距离上传播的宇宙射线的偏转上的细丝和空隙。我们还研究了不同的宇宙射线源分布对模拟银河观测者的影响。我们的分析表明，到达谱和各向异性的事件是相当不敏感的河外磁场的分布，而它们更受集群内的源$\sim 50$兆位差距的距离到观察者。最后，我们发现，为了再现观测到的宇宙线在$\sim $ EeV能量的各向同性程度，在宇宙空洞的平均磁场必须是$\sim 0.1 \rm \ nG$，提供原始种子场的强度限制。
2016-07-29 astro-ph.CO astro-ph.HE astro-ph.IM
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
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
CRT: A numerical tool for propagating ultra-high energy cosmic rays through Galactic magnetic field models
银河系磁场（GMF）对超高能宇宙射线（UHECR）的偏转可能足够强，从而阻碍对UHECR源分布的识别。确定GMF模型对源识别工作的影响的常用方法是回溯宇宙射线。本文通过对相对论运动方程的数值积分，给出了计算带电粒子在银河系磁场模型中传播的公共数值工具CRT。它能够通过预定义和自定义用户创建的磁场向前和向后跟踪具有不同成分的粒子。这些颗粒从各种类型的来源注入，并根据用户进行分配。在这里，我们提出了一些源和磁场模型实现的描述，以及集成例程的验证。
2010-10-15 astro-ph.CO astro-ph.GA astro-ph.HE
Electroweak Corrections to Photon Scattering, Polarization and Lensing in a Gravitational Background and the Near Horizon Limit
本文从玻恩能级出发，研究了球对称引力背景下光子透镜效应的半经典方法，并在我们的分析中加入了由电弱理论得到的引力子/光子/光子顶点的辐射修正。在这种方法中，横截面与碰撞参量（$b$）的角度变化有关，然后求解作为偏转角的函数的$b$，并以水平单位（$b_h\equiv b/(2 G M)$）测量。精确的数值解的角偏转。数值分析表明，弱背景下的微扰理论与经典的爱因斯坦公式在$20$视界单位（$\sim 20\, b_h$）量级的距离上的偏转一致，并且在描述强透镜和弱透镜时都是最优的。我们表明，电弱修正的截面是相当大的，成为非常重要的高能伽马射线。我们的分析涵盖了大部分的光子光谱的能量，从宇宙微波背景到非常高的能量伽马射线，和散射与任何值的光子碰撞参量。我们还研究了弱耦合$α$中$O(α^2)$的螺旋度翻转光子振幅及其无质量费米子极限，其中涉及共形反常极的交换。相应的截面与玻恩能级结果成正比，并得到了爱因斯坦公式的简单重正化。
2015-01-16 astro-ph.HE hep-ph hep-th
Black hole in a generalized Chaplygin-Jacobi dark fluid: shadow and light deflection angle
本文研究广义Chaplygin-Jacobi暗流体中的静态球对称黑洞，通过求解爱因斯坦方程得到度规，计算阴影与光线偏折角，并利用事件视界望远镜观测将参数约束在 $\mathcal{B}<0.03$、$α<0.1$，同时估算爱因斯坦环角半径约为37.6微角秒。
2024-08-01 astro-ph.CO astro-ph.HE gr-qc
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
