On Anisotropy of Ultra-High Energy Cosmic-Rays
简要总结了我们对超高能宇宙射线（UHECR）各向异性的研究，定义了一个统计量来衡量UHECR与大尺度结构（LSS）之间的相关性。我们还在这里评论最近发表的论文Koers和Tinyakov，比较我们的统计改进KS统计。
2009-01-29 astro-ph.CO astro-ph.HE hep-ph
Analytic calculations of the spectra of ultra high energy cosmic ray nuclei. II. The general case of background radiation
讨论了河外背景辐射中超高能核的传播问题。本文是第一篇论文的继续，在第一篇论文中，我们提出了三种新的分析方法来计算超高能宇宙线核（包括初级核、次级核和次级质子）的通量和谱。本文的计算方案是基于耦合动力学方程的解析解，它考虑了宇宙膨胀和成对产生的连续能量损失以及原子核的光致衰变。这种方法以最自然的方式包括在初级核通过河外背景辐射传播期间的光致蜕变过程中产生次级核。在第一篇文章中，为了提出所建议的分析计算方案，我们只考虑了宇宙微波背景辐射的情况，而在本文中，我们把这种计算推广到所有相关的背景辐射，包括红外和可见/紫外辐射，统称为河外背景光。解析解允许透明的物理解释所获得的光谱。河外背景光在超高能宇宙线核的中能区起着重要作用。河外背景光最显著的影响是次级核光谱中的低能尾。
2012-07-28 astro-ph.CO astro-ph.HE
UHECR bending, clustering and decaying feeding gamma anisotropy
超高能宇宙射线）可能适合沿Cen A聚集。此外，他像UHECR核解释室女座缺席，因为轻核的脆弱性和不透明度超过几个Mpc。我们预见到（2009年），Cen-A活动星系核中的UHECR He是脆弱的，应该部分碎裂成数十EeV的次级多重态（D，He^{3}，p），就像最近发现的孪生多重态（AUGER-ICRC-2011）一样，沿着Cen A UHECR集群在20 EeV处。我们认为UHECR也是重放射性星系核，因为Ni^{56}、Ni^{57}和Co^{57}被星系场广泛弯曲（数十度到100度）。在数百keV的飞行中，UHECR放射性和衰变被提升（通过巨大的洛伦兹因子（十亿）），导致PeV电子和随后的同步加速器TeV伽马，提供UHECR-TeV相关的天空各向异性。电子和τ中微子在PeV处的二次衰变可能是这种预期的放射性二次尾的第一个特征。
2012-08-12 astro-ph.HE
An upper limit on the strength of the extragalactic magnetic field from ultra-high-energy cosmic-ray anisotropy
如果超高能宇宙射线来自河外源，它们到达这些源的方向的偏移意味着河外磁场强度的上限。皮埃尔·俄歇合作组织最近报告说，宇宙射线到达方向的各向异性与几种类型的河外天体有关。如果这些宇宙射线源自这些天体，那么它们意味着在相干长度λ_B < 100 Mpc和B < 0.7 -2.2 x 10^-10 G的情况下，河外磁场强度的极限值为B <0.7 - 2.2 x 10^-9（λ_B / 1 Mpc）^-1/2 G。这与λ_B = 1 Mpc时的现有上限相当，并且在更大的尺度上提高了4-12倍。在我们的结果中，不确定性的主要来源是未知的宇宙射线成分。
2018-06-13 astro-ph.CO astro-ph.HE
TeV gamma-UHECR anisotropy by decaying nuclei in flight: first neutrino traces?
超高能宇宙射线）可能解决沿半人马座A的俄歇河外星系团。此外，他像UHECR核不能从处女座到达，因为轻核的脆弱性和不透明度超过几个Mpc，解释了处女座UHECR的缺席。正如观测到的，UHECR信号沿着Cen-A传播，因为水平的星系臂磁场使它们在垂直角度上弯曲。类He核的Cen A事件的偏转程度与观察到的成团事件一样多;质子将更加准直，而重（铁）核则过于分散。这种轻核UHECR成分与其他俄歇重核和Hires核子成分共存。剩余的UHECR扩散群可能暗示与其他伽马（MeV-Al^{26}放射性）图的相关性，这主要是由于星系SNR源，如船帆座脉冲星，最亮，最近的GeV源。其他最近的星系伽马源通过TeV相关地图显示与UHECR的联系。我们认为，UHECR也是重放射性星系核，如Ni^{56}，Ni^{57}和Co^{60}被星系场广泛弯曲。UHECR放射性（在$β$和$γ$通道中）和在数百keV的飞行中的衰变被增强（通过巨大的洛伦兹因子（近十亿）），导致PeV电子和随之而来的同步加速器TeV伽马，提供UHECR-TeV相关的天空各向异性。此外，最罕见的非大气层电子和τ中微子也在PeVs处二次爆发，作为ICECUBE中刚刚发现的前两个最罕见的簇射，可能是这种预期的放射性二次尾的第一个特征。
2012-07-01 astro-ph.HE hep-ph hep-th
Propagation of ultrahigh energy nuclei in clusters of galaxies: resulting composition and secondary emissions
我们研究了注入星系团中的高能核的生存，以及它们的次级中微子和光子发射，使用一个完整的数值传播方法和一个现实的建模的磁，重子和光子背景。结果表明，重核的存活率与注入位置和磁场分布密切相关。考虑到中心源的寿命有限，在某些情况下还可能导致探测到宇宙射线余辉，与中微子和伽马射线发射在时间上不相关。我们计算了来自星系团的1PeV左右的扩散中微子通量可能有机会被现有的仪器探测到。对中微子和高能宇宙射线产生的伽马射线中的单个源的观测将更加困难。然而，来自较低能量宇宙射线（E < 1 PeV）的信号，如果存在的话，在合理的参数设置下，可能会被费米探测到。
2009-11-23 astro-ph.CO astro-ph.HE
A Study on Anisotropy in the Arrival Directions of Ultra-High-Energy Cosmic Rays Observed by Pierre Auger Observatory
利用点源相关角距离分布，研究了PAO超高频电磁波到达方向的各向异性。结果表明，各向异性的特点是一个突出的过剩区和一个空洞区。过剩区位于半人马座A方向附近，支持半人马座A是一个有前途的UHECR源。南极方向附近的空隙区域可用于限制漫射各向同性背景贡献。
2012-12-28 astro-ph.HE
How can we explain last UHERC anisotropies?
我们考虑了最近的结果UHECR（超高能宇宙线），集群，组成，在天空中的分布，从几个EeV的能量与偶极各向异性的最高的。自2008年以来，我们已经提出，我们在这里再次确认，40至70 EeV的UHECR主要是由光和最轻的核产生的。室女座的显著缺失和少数位于附近的河外源，如CenA，NG 253，M82，可以通过Mpc距离内最轻的核的脆弱性和不透明度来很好地理解。我们还评论了一些银河系的UHECR源在10 EeV的作用，可能是部分饲料俄歇偶极UHECR各向异性。最近在银河系平面外和沿银河系平面的最轻和最重的核的UHECR光谱组成的各向异性，也可能是我们之前的主张（2012）的第一个确认。最重和最有活力的UHECR星系核与主要由最轻的核控制的本地（Mpcs）河外信号的相互作用，似乎适合UHECR难题的主要部分。
2022-10-25 astro-ph.CO astro-ph.HE hep-ph
Apart Cen A are UHECR mostly heavy radioactive and galactic nuclei?
与GZK宇宙中活动星系核相关的最早的AUGER UHECR各向异性几乎消失。最近的UHECR质量组成确实显示出可以忽略的核子组成和UHECR核（轻或重）签名。室女星系团没有UHECR事件，这是一个独特的传播集群的事件周围Cen-A，我们最近的活动星系核，建议He类核作为主要的河外UHECR成分从Cen A，与俄歇和HIRES成分共存。因为光核脆弱得像他UHECR不能从处女座到。俄歇最近发现的沿着岑A的20 eV的多重态证实了这一解释是由于沿着同一UHECR到达我们的碎片（D; He 3; p）。其余大多数的UHECR集群部分相关的伽马噪声在（1-3 MeV）在Comptel天空中，连接到Al 26银河放射性地图，以及一些TeV的伽马各向异性地图;罕见的UHECR三重重叠Vela TeV各向异性。因此，UHECR也可能（或大部分）是重放射性星系核，如Ni 55，Ni 56，Ni 57和Co 57，它们的伽马和β放射性和衰变在飞行中被增强（接近十亿的洛伦兹因子），导致TeV相关的天空各向异性。银河系内心的UHECR信号可能被洛伦兹弯曲力所抑制。预计会有更多的星系团聚集在星系外平面周围。麦哲伦云和麦哲伦流也可能出现在UHECR地图中（以及多重态）。T.A.可能会在Cas A和天鹅座周围观察到未来的UHECR聚类。UHECR光谱截止可能只是银河系约束和-或光谱重成分减少步骤的印记。
2012-02-28 astro-ph.HE
Probing extreme astrophysical accelerators through neutrino anisotropy
本研究提出利用超高能中微子天空的各向异性来探测极端天体物理加速器的宇宙分布，并首次据此测量超高能中微子及宇宙射线源的演化。
2023-08-18 astro-ph.HE
On the anisotropy in the arrival directions of ultra-high-energy cosmic rays
我们提出的结果，详细的超高能宇宙射线（UHECR），这是基于一个现实的天体物理场景的传播四维模拟。UHECR的到达方向的分布被发现有一个明显的偶极各向异性和相当弱的高阶贡献的角功率谱。这一发现与皮埃尔俄歇天文台最近观测到的到达能量超过8 EeV的UHECR偶极各向异性相一致，并构成了对其他能量范围和高阶角贡献的重要预测，而这些能量范围和高阶角贡献还没有足够的实验数据。由于我们的天体物理方案能够实现与现有数据完全一致的模拟，因此该方案将成为未来相关研究的非常有用的基础。
2017-10-16 astro-ph.HE
Iron Nuclei in Ultra-High Energy Cosmic Rays Near the Earth
研究通过分析铁核能量与源地距离的关系，探讨了超高能宇宙射线在银河系中的传播特性及限制条件。
2025-11-21 astro-ph.HE
Ultrahigh Energy Nuclei in the Turbulent Galactic Magnetic Field
本文研究了银河系磁场（GMF）的湍流分量对高能重核传播的影响。我们首先调查如何个人的来源和超星系平面的图像取决于湍流GMF的属性。然后，我们提出了一个定量研究的影响的湍流场（缩小）放大源通量，由于磁透镜效应。我们还表明，这是不可能解释的皮埃尔俄歇数据假设所有的高能核都来自Cen A，即使在最有利的情况下，一个强大的，扩展的湍流场的星系晕。
2011-09-05 astro-ph.HE
Cosmic-ray database update: ultra-high energy, ultra-heavy, and anti-nuclei cosmic-ray data (CRDB v4.0)
我们提出了一个更新的CRDB（https：//lpsc.in2p3.fr/crdb），宇宙射线数据库的带电物种。CRDB基于MySQL，通过jquery和table-sorter库进行查询和排序，并通过AJAX协议通过PHP网页显示。我们回顾了自第一次发布以来对数据库的结构和输出所做的修改（Maurin等人，2014年）。对于这次更新，最重要的特点是包括超重核（$Z>30$），超高能核（从$10^{15}$到$10^{20}$ eV），以及对反核通量的限制（$Z\leq -1$用于$A>1$）;超过100个实验，350篇出版物和40000个数据点现在在CRDB中可用。我们还重新审视并简化了用户检索数据和提交新数据的方式。如有任何问题和要求，请联系crdb@lpsc.in2p3.fr。
2020-07-22 astro-ph.HE
Ultrahigh Energy Nuclei in the Galactic Magnetic Field
观测结果与宇宙线通量中大于10^19 eV数倍的重核的显著比例是一致的。这样的原子核在银河系磁场中可以发生相当大的偏转，这对寻找它们的来源具有重要意义。我们在最近的银河系磁场模型中对重核的传播进行了详细的模拟。虽然这些模型还没有足够的约束来预测偏转地图的细节，我们发现的（去）放大通量源的分布的一般特征。由于在大多数理论模型中，重核的来源都位于星系的局部大尺度结构中，我们展示了几个附近的星系团和超星系平面的图像。这样的一般功能可能是有用的，以开发有效的方法，从观测到的高能宇宙射线到达方向的源重建。
2010-09-07 astro-ph.HE
Very-High-Energy Gamma-Ray Signal from Nuclear Photodisintegration as a Probe of Extragalactic Sources of Ultrahigh-Energy Nuclei
识别超高能宇宙线（UHECR）源并探测其未知性质至关重要。皮埃尔俄歇天文台最近的结果支持UHECR的重核组成。根据重核在这些源中生存的要求，以伽马射线暴为例，我们预测了一个诊断伽玛射线信号，独特的核-去激发伽玛射线的光致蜕变后的排放。这些伽马射线，从MeV提升到TeV-PeV的能量，可以被VERITAS，HESS和MAGIC等伽马射线望远镜探测到，特别是下一代CTA和AGIS。它们是识别和研究单个UHE核加速器的有希望的信使。
2010-07-29 astro-ph.CO astro-ph.HE hep-ph
Constraints on the source of ultra-high energy cosmic rays using anisotropy vs chemical composition
对超高能宇宙射线的各向异性信号和化学成分的联合分析为阐明这些粒子的来源提供了强大的潜力。本文继续先前的观点，研究了能量>E/Z的质子产生的各向异性，假定能量>E的各向异性是由具有相同磁刚性的电荷Z的核产生的。我们计算了初级重核光蜕变产生的次级质子数。假设源不注入任何质子，我们发现，如果各向异性信号主要由氧、硅和铁原子核组成，则造成各向异性的源（如Pierre Auger天文台报道的）应分别位于~20-30、80-100和180-200 Mpc之间。否则，违反该约束将导致次级质子在较低能量下形成更显著的各向异性信号。即使源位于比该距离更近的位置，对于氧、硅和铁，在源的加速区中也将分别需要>120、1600、1100倍太阳金属丰度的异常金属丰度，以确保伴随注入的质子不会产生更显著的低能各向异性。这为限制超高能宇宙射线的性质和来源提供了有趣的前景，预计下一代探测器的统计数据会增加。
2013-10-18 astro-ph.HE
Radioactivity and fragmentation of UHECR: Correlating gamma anisotropy and neutrino PeV events
UHECR（超高能宇宙射线）被认为是质子，直线飞行，并受到GZK（CMB辐射不透明度）的限制。奥格在2007年提出，这种早期的UHECR各向异性与预见的超银河系平面是相容的，而HIRES和奥格都证实了光谱中明显的GZK截止。然而，自2007年以来，相同的AUGER成分有利于原子核（而不是核子）。最近在UHECR图中没有窄角聚集，因为它应该是预期的质子，沿着最近的室女座星系团的事件失踪，UHECR沿着Cen A的广泛传播（近16度角）与第一个质子-UHECR俄歇的理解不一致。自2008年以来，我们一直在为Cen A密集区提供轻核角色。然而，ICECUBE的TeV中微子集群或各向异性的情况下，它的光谱陡化主要有利于一个执政的大气中微子噪声高达几十TeV。然而，最近的两个PeV中微子事件，不能容易地共存或外推与这样的大气统治的情况下，或与GZK（无论是核子或核）的次级预期的光谱。最后，ARGO-MILAGRO-ICECUBE映象中的几十个TeV γ各向异性很难与已知的强子源联系起来。我们想象这样的各向异性由扩散的伽马射线控制，沿着UHECR弯曲和飞行发光：放射性GRB-SGRs-jet中的（Ni，Co，Al，D，中子）轻、重UHECR核在飞行中散射或衰变时，可能会在天空中绘画（由伽马，电子和中微子第二）他们的轨迹和弯曲，连接UHECR传播事件与TeV各向异性，也提供了一个非常现实的来源，…
2013-12-26 astro-ph.HE hep-ph
Sombrero Galaxy as an Accelerator of Ultrahigh Energy Cosmic Ray Nuclei
Lehman College, City University of New York（纽约市立大学莱曼学院）；Graduate Center, City University of New York（纽约市立大学研究生中心）；American Museum of Natural History（美国自然历史博物馆）
圆顶星系中心的超大质量黑洞可能高效加速轻重核至最高能量，挑战传统观点。
2025-12-24 astro-ph.HE
Ultrahigh-energy Cosmic-ray Nuclei from Black Hole Jets: Recycling Galactic Cosmic Rays through Shear Acceleration
我们进行蒙特卡罗模拟的相对论剪切加速度致力于一个喷茧系统的活动星系核。在晕中，一定比例的银河系宇宙射线被夹带，足够高的能量粒子可以被注入到再加速过程中，并进一步加速到100 EeV。我们表明，剪切再加速机制导致逃逸宇宙射线，$dL_E/dE\propto E^{-1}-E^0$，不同于传统的$E^{-2}$频谱硬频谱。超高能核的超太阳丰度是由于TeV-PeV能量的注入而实现的。结果表明，我们的模型可以合理地解释最高能谱和质量组成，与各向异性数据没有矛盾。
2018-01-17 astro-ph.CO astro-ph.HE hep-ph
Anisotropies of ultra-high energy cosmic ray nuclei diffusing from extragalactic sources
我们得到了从河外源附近扩散的超高能宇宙线核到达方向的偶极各向异性。我们考虑混合成分的情况下，不同的宇宙射线核被加速到相同的最大刚度，使$E<ZE_\text{max}^p$，与$Z$的原子序数和$E_\text{max}^p$的最大质子能量。我们采用了$E_\text{max}^p\simeq 6$ EeV，以便考虑踝关节上方越来越重的成分。通过蒙特卡罗模拟，我们得到了宇宙线在河外湍流场中的各向异性，以及光衰变和其他能量损失的影响。在能量为$\sim 10$ ~EeV的情况下，对于源密度和磁场的合理值，预测了5 ~ 10%的偶极各向异性。
2015-07-23 astro-ph.HE
Analysing Ultra High Energy Cosmic Rays' Anisotropy in $\boldsymbol{f(R, T)}$ Gravity Theory
本文通过参数化磁场与源距离，比较两个 $f(R,T)$ 引力模型和 $Λ$CDM 模型对 UHECRs 扩散各向异性的拟合，发现 $f(R,T)$ 模型给出更低振幅、更高各向同性。
2025-08-31 astro-ph.HE
The role of Active Galactic Nuclei in galaxy evolution: insights from space ultraviolet spectropolarimetry
Astro 2020白皮书总结了活动星系核（AGN）物理学的未知因素，这些未知因素可能会由于一种新的太空紫外分光偏振仪而被揭开。高能偏振测量的独特能力将帮助我们理解物质和能量转移以及超大质量黑洞生长的精确机制，以及活动星系核反馈对星系演化的影响。
2019-03-13 astro-ph.HE astro-ph.IM
The energy spectrum of ultraheavy nuclei above 10$^{20}$ eV
10 $^{19}$ eV以上的宇宙辐射能谱的一个主要特征是重核相对于轻核的比例增加。这一事实，以及其他简单的假设，采用计算的宇宙辐射的能量谱高达2.4 $\times$ 10 $^{21}$ eV。预测的光谱保持在较低能量下观察到的指数2.67，这是银河系中加速宇宙射线的物理机制的基本、已知、经验性的良好评估特征。实际上，在10 $^{19}$ eV以上，核的注入被某些滤波器抑制，并且这种抑制导致能谱的阶梯轮廓。有人认为，粒子注入失败与能量开始与质子，其次是氦，然后由其他较重的核铀。在7.5 $\times$ 10 $^{20}$左右，宇宙辐射仅由比铜重的原子核组成，估计强度为1.8 $\times$ 10 $^{-30}$粒子/GeV s sr m $^2$。
2017-07-08 astro-ph.HE
Ultra-high energy cosmic ray correlations with Active Galactic Nuclei in the world dataset
Pierre Auger合作组最近提出了最高能量宇宙射线的到达方向与活动星系核（AGN）子集相关的假说。我们使用雅库茨克、AGASA和HiRes实验收集的公开事件集对活动星系核假说进行了盲检验。程序的一致性要求事件能量朝向共同能量标度归一化。所得数据集中相关事件的数量为21个中的3个，这与预期的随机背景一致。
2012-05-14 astro-ph.HE
Analytic calculations of the spectra of ultra-high energy cosmic ray nuclei. I. The case of CMB radiation
本文系统地研究了超高能核扩散谱的各种解析计算方法。在星系际空间中传播的核，由于与宇宙微波背景和河外背景光的相互作用，会发生光致衰变，降低其洛伦兹因子。我们计算了原子质量数$A$和洛伦兹因子$Γ$随红移$z$的后向时间演化轨迹。比较了三种光谱计算方法：{ \it（i）}轨迹法、{ \it（ii）}动力学方程结合轨迹法和{ \it（iii）}耦合动力学方程法。我们相信，这三种方法至少穷尽了问题的任何解析解的主要可能性。在最直接的方法{ \it（i）}中，仅使用轨迹计算来将观测到的核通量与初级（加速）核$A_0$的产生率联系起来。在第二种方法{ \it（ii）}中，借助于动力学方程计算了初级核、次级核和质子的通量（空间密度），而轨道仅用于确定这些核的产生率。第三种方法{ \it（iii）}包括求解完整的耦合动力学方程组，从初级核$A_0$开始，然后对于$A_0-1$等，直到感兴趣的$A$。前一个方程的解给出了下一个方程的生成率。所有方法的计算的一个重要元素是系统地使用洛伦兹因子而不是能量。这里考虑原子核只与宇宙微波背景相互作用的情况，这种情况特别适合于理解物理结果。
2012-07-28 astro-ph astro-ph.CO astro-ph.HE
Ultra-high-energy cosmic rays from ultra-fast outflows of active galactic nuclei
本研究利用3D CRPropa模拟探讨活动星系核超快外流作为超高能宇宙射线来源的潜力，发现极端UFO能加速并释放高能粒子，其作用可通过中微子望远镜验证。
2025-05-30 astro-ph.HE
Neutrino Background Flux from Sources of Ultrahigh-Energy Cosmic-Ray Nuclei
皮埃尔俄歇天文台的结果有利于超高能（UHE）宇宙射线的重核成分的启发，我们调查的累积中微子背景的影响。原子核不能被光致衰变的要求限制了它们在源中的相互作用，因此限制了中微子通过光激子相互作用的产生。假设有$dN_{\rm CR}/dE_{\rm CR} \propto E_{\rm CR}^{-2}$注入谱和通过巨偶极共振的光致蜕变，如果UHE核普遍存在于它们的源中，中微子的背景通量将低于$E_ν^2 Φ_ν\sim {10}^{-9} {\rm GeV} {\rm cm}^{-2} {\rm s}^{-1} {\rm sr}^{-1}$。这比UHE质子的类似Waxman-Bahcall通量小大约一个数量级，并且低于预计的IceCube灵敏度。如果冰立方探测到中微子背景，可能是由于其他来源，例如，低能宇宙射线的强子核相互作用;如果不是，这支持我们对UHE核源性质的严格限制。
2010-03-25 astro-ph.CO astro-ph.HE hep-ph
The fate of ultrahigh energy nuclei in the immediate environment of young fast-rotating pulsars
年轻、快速旋转的中子星是产生高能宇宙射线（UHECR）的有希望的候选源。最近对宇宙射线的最新化学成分测量，似乎表明在最高能量下存在一种重核成分，这提高了人们对这一模型的兴趣。中子星，其富含金属的表面，是这种核的潜在有趣的来源，但一些开放的问题仍然存在：1）是否有可能从恒星的表面提取这些核？2)原子核在中子星的磁层中存在的恶劣条件下幸存下来了吗？3)一旦幸存的原子核进入光圆柱外发射的风中，它们会发生什么？在本文中，我们解决这些问题的定量方法，证明了最合理的范围内的中子星表面温度（$T<10^7\,$ K），大部分的重核幸存的光衰变损失。这些过程，加上曲率损失和恒星电势的加速，导致注入的原子核的化学成分是混合的，即使只有铁从表面提取。我们表明，在某些条件下，注入风区的化学成分与之前基于纯粹唯象论据（通常是$\sim 50\%$质子、$\sim 30\%$ CNO和$\sim 20\%$ Fe）的工作所需的化学成分兼容，并提供了合理的解释从超高能数据推断的质量丰度。
2015-07-06 astro-ph.HE
Active Galactic Nuclei as potential Sources of Ultra-High Energy Cosmic Rays
活动星系核（AGN）及其相对论喷流是最有希望的超高能宇宙线（UHECR）加速器。这个紧凑的审查总结了基本的实验结果，最近的仪器，并讨论了可能的解释和天体物理学的限制源能量。特别注意的是在AGN的UHECR加速的潜在网站和机制，包括间隙型粒子加速接近黑洞，以及一阶费米加速在trans-relativistic冲击和随机剪切粒子加速在大尺度喷流。最后两种机制是我们目前认识的最有希望的机制，而邻近的FR~I型射电星系为UHECR加速提供了合适的环境。
2022-11-22 astro-ph.HE
Propagation of Ultrahigh Energy Nuclei in the Magnetic Field of our Galaxy
在这项工作中，我们提出了详细的模拟超高能（UHE）重核的传播，与E > 60 EeV，在最近的银河系磁场（GMF）模型。我们调查的GMF的规则和湍流分量的影响。我们表明，与UHE重核，有没有一对一的对应关系的宇宙射线（CR）在地球上测量的到达方向和他们的河外源的方向。源可以有几个扭曲的天空图像。我们计算图像的星系团和超星系平面在最近的GMF模型和显示的挑战，和可能性，“UHECR天文学”与重核。最后，我们提出了一个定量研究的影响的GMF（去）放大的源通量，由于磁透镜效应。我们发现，对于60 EeV的铁核，位于大约五分之一的天空中的源将使它们的通量如此强烈地缩小，以至于它们在地球上无法检测到，即使是下一代的UHECR实验。
2011-09-05 astro-ph.HE
Propagation of extragalactic ultra-high energy cosmic-ray nuclei : implications for the observed spectrum and composition
本文研究了宇宙线核和质子的传播。我们强调的影响源组成的预期光谱和地球上的成分，以及从银河系到河外宇宙射线的过渡现象和解释的脚踝。我们指出，不同的源组成模型不能区分的宇宙射线谱的唯一基础上，但$<X_{\max}>$的能量演化应消除这种简并。最后，我们比较了不同的源组成模型的预测与现有的数据，并讨论了我们的结果的影响。
2009-06-17 astro-ph.HE
Search for Nuclei Sources in the Ultra-High Energy Cosmic Ray Data
本文提出了一种在超高能宇宙线数据中寻找重核源的新方法。我们将它应用于Pierre Auger合作组发表的能量E>55 EeV的69个事件。我们发现一组事件的方法重建的室女座星系团附近的源。在某些背景下发生一组可比事件的概率约为0.7%。重建的源位于距离活动星系M87约8.5度的位置。对于已经包含一组可比事件的数据，在距离M87小于10度处重建震源的概率约为0.4%。这可能暗示室女座星系团是一个超高能重核源。我们讨论了当前和不久的将来的实验来测试这种可能性的能力。这种情况下给出了一个自洽的描述俄歇各向异性和组成数据在最高的能量。
2011-07-12 astro-ph.HE
Method to Look for Imprints of Ultrahigh Energy Nuclei Sources
本文提出了一种在超高能宇宙线数据中寻找重核源的新方法。我们将这种方法应用到最近公布的69个事件的Pierre Auger合作，并找到一个尾巴的事件，它重建的源在几个度的室女座星系团。重建的震源位于距离M87约8.5度处。在某个随机背景中出现这样一组事件，并在天空的任何方向上重建震源位置的概率约为7 × 10^（-3）。在已经包含这样一组事件的数据集中，重建距离M87小于10度的震源的概率约为4 x 10^（-3）。这可能暗示了室女星系团是一个明亮的超高能核源。我们调查的能力，目前和未来的实验来验证或排除这种可能性，并讨论了几种替代的解决方案，可以解释现有的俄歇数据中的各向异性。
2011-04-08 astro-ph.HE
Probing axion-like particles with the ultraviolet photon polarization from active galactic nuclei in radio galaxies
在大尺度磁场$B$中，光子与类轴子粒子（ALP）的混合改变了来自射电星系活动星系核的线偏振光子束在宇宙学距离上传播时的偏振角。使用现有的紫外偏振数据，这些来源，我们得到一个新的约束的产品的光子-ALP耦合$g_{aγ}$倍$B$。我们发现$g_{aγ} B \lesssim 10^{-11}$ GeV $^{-1}$ nG的超轻ALP与$m_a \lesssim 10^{-15}$ eV。我们比较我们的新的约束与文献中存在的，我们评论可能的改进与观察更多的来源。
2012-04-25 astro-ph.HE hep-ph
A search for anisotropy in the arrival directions of ultra high energy cosmic rays recorded at the Pierre Auger Observatory
皮埃尔·俄歇天文台对宇宙射线到达方向的观测先前已经利用超高能宇宙射线（UHECR）与从Veron-Cetty Veron目录中提取的天体的相关性提供了在99% CL处各向异性的证据。在本文中，我们报告使用三个目录独立的方法来搜索各向异性。2 pt-L，2 pt+和3 pt的方法，每个给一个不同的措施，自聚集在到达方向，模拟宇宙射线数据集进行了测试，研究样本大小和磁拖尾对其结果的影响，占角和能量分辨率。如果UHECR的源遵循与本地宇宙中的普通星系相同的大尺度结构，并且如果UHECR偏转不超过几度，则模拟图的研究表明，这三种方法可以有效地响应所产生的各向异性，P值= 1.0%或更小，数据集少至100个事件。使用2004年1月1日至2010年7月31日的数据，我们检查了20，30，...，110个最高能量事件，对应的最小能量阈值约为49.3EeV。对于最高的100个能量事件，使用2 pt-L方法测得的最小P值为13.5%，使用2 pt+方法测得的最小P值为1.0%，使用3 pt方法测得的最小P值为1.1%。鉴于对数据集进行的多次（相关）扫描，这些独立于星表的方法并没有得到最高能量宇宙射线各向异性的有力证据。
2012-10-12 astro-ph.HE
Correlation between Ultra-high Energy Cosmic Rays and Active Galactic Nuclei from Fermi Large Area Telescope
通过对$γ$射线强活动星系核（AGN）位置与超高能宇宙射线（UHECR）到达方向的相关性分析，研究了活动星系核（AGN）是UHECR源的可能性。我们利用第二代Fermi大区域望远镜AGN星表中的$γ$射线强活动星系核和$d\le 100 {\rm Mpc}$，以及Pierre Auger天文台的UHECR观测数据和$E\ge 55 {\rm EeV}$。利用相关角距分布和Kolmogorov-Smirnov检验，将$γ$射线强活动星系核的到达方向分布与观测到的UHECR的到达方向分布进行了比较。我们的结论是，假设的$γ$ -射线响亮AGN的主要来源的UHECR是不利的，除非有一个大的涂抹效应，由于星系际磁场。
2012-09-03 astro-ph.HE
The large-scale anisotropy and flux (de-)magnification of ultra-high-energy cosmic rays in the Galactic magnetic field
本研究利用新银河系磁场模型计算UHECR到达方向，发现偶极分量降低源于河外通量峰值与去放大边界重合，为探测源分布和磁场提供新工具。
2024-11-05 astro-ph.HE
Constraints on Physical Conditions for the Acceleration on Ultra-high-energy Cosmic Rays in Nearby Active Galactic Nuclei Observed with the Fermi Large Area Telescope
利用多波长观测资料研究了活动星系核（AGN）附近超高能宇宙射线（UHECR）加速的可能性，并对其物理条件进行了约束，即：同步辐射的亮度和加速点的大小。首先，我们研究了费米第三伽马射线源目录中UHECR的到达方向和附近活动星系核的位置之间的空间相关性。我们选择了27个活动星系核作为UHECR加速器的候选者。然后，利用Peer和Loeb方法，利用同步辐射的峰值亮度和逆康普顿散射与同步辐射的峰值通量比，对活动星系核加速区的物理条件进行了评估。通过计算，我们发现六个活动星系核都具有加速活动星系核中超高能质子的能力。此外，我们发现，最小的加速尺寸必须超过几个千秒差距的UHE质子加速的活动星系核叶。
2017-10-17 astro-ph.HE
Energetics of ultrahigh-energy cosmic-ray nuclei
宇宙中产生的超高能宇宙射线（UHECRs）的能量对于确定其候选来源至关重要。利用最新的UHECR谱俄歇数据，通过对谱指数、最大能量和红移演化等源参数的扫描，计算了不同核素在注入时的UHECR能量产生率密度，包括中重核和质子。我们发现在$10^{19.5}$ ~eV处的UHECR能量产生率密度为$\approx(0.2-2)\times$ 10 $^{44}$ ~erg~Mpc $^{-3}$ ~yr $^{-1}$，并且对光谱指数有非平凡的依赖性。质子和铁以外的核在注入时更倾向于硬谱指数，并且对于中间核，所需的能量预算值较小。考虑到强子相互作用模型和银河系-河外过渡的天体物理模型中的显著不确定性，我们的结果可以被认为是保守的。$X_{\rm max}$上的成分数据提供了额外的约束，但结果在模型不确定性范围内是一致的。
2021-07-06 astro-ph.HE hep-ph
Active Galactic Nuclei with Starbursts: Sources for Ultra High Energy Cosmic Rays
超高能宇宙射线事件目前显示出一个光谱，我们在这里解释为银河系宇宙射线由于在射电星系Cen A的星暴推出的能量由相对论性喷流的冲击。膝关节特征和银河系宇宙射线中能量立即更高的粒子然后变成大部分超高能宇宙射线。这意味着所有的超高能宇宙射线都是重原子核。如果观测到的大多数超高能事件来自射电星系Cen A，并被星系际磁场散射到大部分天空，那么这幅图是可行的。
2009-04-10 astro-ph.HE gr-qc hep-ph
Ultrahigh Energy Cosmic Ray Nuclei from Extragalactic Pulsars and the effect of their Galactic counterparts
在快速旋转的新生恒星中，高能核的加速可以解释观测到的高能宇宙射线的光谱，以及俄歇天文台报告的能量高于$10^{19}\,$ eV的重核趋势。脉冲星加速意味着由于脉冲星自旋下降导致的硬注入谱（$\sim E^{-1}$）和由于中子星自旋速率的限制导致的最大能量$E_{\rm max} \sim Z \, 10^{19}$ eV。我们以前已经表明，通过年轻的超新星遗迹逃逸软化了光谱，稍微降低了最大能量，并产生次级核。在这里，我们表明，脉冲星的出生周期的分布和传播的影响，在星际和星系间的媒体修改的组合频谱的所有脉冲星。通过假设脉冲星诞生周期的正态分布为中心在300毫秒，我们表明，河外脉冲星诞生的贡献的高能宇宙射线谱自然会引起非常高的能量宇宙射线（VHECR，之间的$10^{16}$和$10^{18}$ eV）的银河系脉冲星诞生的贡献。所需的注入成分，以适应观察到的光谱取决于绝对能量尺度，这是不确定的，不同的俄歇天文台和望远镜阵列。银河系脉冲星诞生的贡献也可以弥合超新星遗迹中宇宙射线加速预测与脚踝以下观测光谱之间的差距，这取决于逃离超新星遗迹的宇宙射线的成分和银河系中VHECR的扩散行为。
2013-02-18 astro-ph.HE
Constraining the Thickness of the Galactic Halo through Cosmic-Ray Anisotropy Using the Spatial-Dependent-Propagation Model
本研究首次基于空间依赖传播（SDP）模型联合分析太阳偏移、宇宙线核谱与各向异性，发现内晕厚度需随太阳位移线性增加，且PeV各向异性可打破扩散系数与晕厚度的简并性，为约束晕厚度和太阳偏移提供新方法。
2024-12-04 astro-ph.HE
Ultrahigh energy cosmic ray nuclei from remnants of dead quasars
我们重新研究了高能宇宙射线在附近休眠的类星体中被加速的可能性。我们将我们的研究具体到重核，以适应皮埃尔俄歇合作最近报道的光谱和核组成。粒子加速是由布兰德福德-兹纳杰克机制驱动的，该机制将休眠的旋转黑洞连接成法拉第单极发电机。我们表明，能量损失占主导地位的光核相互作用的环境光子场。我们认为，过去类星体活动的局部暗化石可以根据源参数（中央引擎的质量和加速器周围的光子背景）如何影响光核相互作用来分类。在这种分类中，有可能区分两种明确的来源：那些在逃离加速区之前原子核完全光致衰变的来源，以及那些以产生负离子为主要能量阻尼机制的来源。我们进一步认为，从光致衰变的核（在注入时具有陡峭的光谱指数）的次级核子可以填充的能量区域以下的“脚踝”的功能在宇宙射线谱，而重和中等质量的核（具有较硬的光谱指数）填充的能量区域以外的“脚踝”，所有的方式到高能量端的频谱。此外，我们还发现了五个来自我们宇宙后院的潜在类星体遗迹与望远镜阵列观察到的热点相关。
2017-04-03 astro-ph.HE
Prospects of detecting a large-scale anisotropy of ultra-high-energy cosmic rays from a nearby source with the K-EUSO orbital telescope
KLYPVE-EUSO（K-EUSO）是计划中的超高能宇宙射线轨道探测器，将部署在国际空间站上。预计K-EUSO在天球上的照射量是均匀的，在两年的飞行任务中，在57 EeV以上的能量下记录120至500个UHECR。我们采用TransportCR和CRPropa 3软件包来估计用K-EUSO探测来自附近源的超高能宇宙射线的大尺度各向异性的前景。附近的活动星系核半人马座A、M82、NGC 253、M87和天炉座A被认为是UHECR的可能来源。为了确定性，选择了Kachelriess、Kalashev、Ostapchenko和Semikoz（2017）提出的河外宇宙射线和中微子的极小模型。我们证明，观察$\gtrsim300$事件将允许检测一个大规模的各向异性提供的分数从源事件是$\simeq$ 10- 15%，取决于一个特定的源具有高的置信水平。阈值分数随着样本量的增加而减小。我们还讨论了如果一个overdensity起源于附近的源可以观察到在脚踝周围的情况下，发现一个类似的各向异性超过57 EeV。结果是通用的，并为其他未来的实验与均匀曝光的天球。
2019-08-15 astro-ph.HE astro-ph.IM
HERMES: a Monte Carlo Code for the Propagation of Ultra-High Energy Nuclei
虽然最近的实验努力改善了对$10^{18}$ eV以上超高能宇宙射线（UHECR）的观测，但这种粒子的起源和组成仍然是未知的。在这项工作中，我们提出了新的Monte Carlo代码（HERMES）模拟UHE核的传播，在$10^{16}$和$10^{22}$ eV之间的能量范围内，占在干预河外和银河系磁场和核与河外背景辐射的遗迹光子的相互作用传播。为了展示HERMES在天体粒子研究中的潜在应用，我们估计了UHE核在不同天体物理场景中的预期通量，GZK视界，并展示了在湍流河外磁场存在下的预期到达方向分布。HERMES的稳定版本将在未来发布，与已经繁殖的原子核库一起供公众使用，以允许社区使用我们的模拟器进行质量组成和能谱分析。
2013-07-16 astro-ph.HE astro-ph.IM
Analytic Solutions of Ultra-High Energy Cosmic Ray Nuclei Revisited
超高能宇宙射线的化学成分是粒子天体物理学中的一个关键问题。从宇宙射线簇射的延伸率推断的测量成分总体上看与初始源成分非常不同：宇宙辐射背景中的共振光衰变在最高能量下迅速进行，并且初始成分在传播过程中迅速变得更轻。为了对不断改进的宇宙线数据进行统计分析，需要尽可能精确地知道次级谱。本文讨论了超高能宇宙线核演化方程的精确解析解。我们引入一个图解形式主义，导致系统的解析扩展的精确解的传播的二阶效应。我们展示了如何一阶修正这种膨胀可以提高二级光谱的预测中的半解析处理。
2010-10-14 astro-ph.HE hep-ph
Possible Sources of Iron Nuclei in Ultra-High-Energy Cosmic Rays
Lebedev Physical Institute, Russian Academy of Sciences（俄罗斯科学院列别捷夫物理研究所）
本文假设望远镜阵列记录的超高能粒子为铁核或硅核，通过河外传播计算，分析其可能源的距离约束并讨论候选源。
2026-09-09 astro-ph.HE
Luminosity of ultrahigh energy cosmic rays and bounds on magnetic luminosity of radio-loud active galactic nuclei
本文研究了活动星系核中旋转黑洞产生的磁通量，并将其与由9个高能宇宙线（UHECR）活动星系核源观测到的GeV-TeV γ射线积分通量计算得到的UHECR亮度上限进行了比较。我们发现，在预期的黑洞旋转范围（0.44<a<0.80）内，AGN理论磁光度的相应界与UHECR光度的计算值一致。我们认为，这样的结果可能有助于约束活动星系核的磁性和动力学性质作为唯象的工具来解释适当加速最高能量宇宙射线的必要条件。
2015-11-03 astro-ph.HE hep-ph hep-th
Ultra-high energy nuclei source in the direction to Virgo cluster
Pierre Auger合作组观测到的能量E> 55 EeV的69个事件的到达方向的显著各向异性位于以Cen A为中心的20度区域。不仅2点，而且3点和4点的自相关函数是完全饱和的这一区域。此外，在室女星系团的方向上也有一个亏损事件。如果我们假设在Cen A周围的过剩是由于重原子核从室女座移动，我们就可以解释这种异常的20度尺度。最高能量事件在Cen A区和室女星系团之间的位置也支持这一观点。在这种情况下，磁场的大小和方向与银河系模型的预期相似。天空中原子核源的存在为俄歇数据的自洽描述开辟了道路。
2010-09-20 astro-ph.HE hep-ph
Evaluations of uncertainties in simulations of propagation of ultrahigh-energy cosmic-ray nuclei derived from microscopic nuclear models
本研究利用密度泛函理论的无规相位近似（RPA）计算光核反应截面，评估其在UHECR核传播模拟中带来的不确定性，发现相关差异可能超过能谱统计和观测数据的不确定性。
2023-05-25 astro-ph.HE nucl-th
Ultrahigh-energy cosmic-ray nuclei and neutrinos from engine-driven supernovae
跨相对论性超新星（SNe）可能是由中心引擎通过喷流或风驱动的，是超高能宇宙射线（UHECR）的候选来源之一。我们调查的加速和生存的UHECR核在外部反向冲击的情况下。利用Zhang等人（2018）中使用的成分模型，我们计算了逃逸宇宙射线和次级中微子的光谱。如果它们的局部速率是核心坍缩超新星速率的$\sim1$ %，那么观测到的UHECR谱和成分可以用宇宙线总能量${\mathcal E}_{\rm cr}\sim10^{51}$ erg来解释。UHECR核的最大能量可达$\sim 10^{20}-{10}^{21}\rm~eV$。在0.1-1 EeV的范围内，源中微子的扩散通量被预测为$\sim 10^{-11} - 10^{-10}~{\rm GeV}~{\rm cm}^{-2}~{\rm s}^{-1}~{\rm sr}^{-1}$，满足核存活边界。计算了相关的宇宙成因中微子通量，结果表明与源中微子通量相当，甚至更高。这些超高能中微子可以被终极探测器探测到，如巨型射电阿斯卡里安中微子探测器和极端多信使天体物理探测器。
2019-09-26 astro-ph.HE astro-ph.SR hep-ph
Survival of ultraheavy nuclei in astrophysical sources: applications to protomagnetar outflows
Frontier Research Institute for Interdisciplinary Sciences, Tohoku University（东北大学前沿跨学科研究院）；Astronomical Institute, Graduate School of Science, Tohoku University（东北大学理学研究科天文学研究所）；Center for Neutrino Physics, Department of Physics, Virginia Tech（弗吉尼亚理工大学物理系中微子物理中心）；Department of Physics, Wisconsin IceCube Particle Astrophysics Center, University of Wisconsin（威斯康星大学威斯康星冰立方粒子天体物理中心物理系）；Department of Astronomy, Astrophysics and Space Engineering, Indian Institute of Technology Indore（印度印多尔理工学院天文、天体物理与空间工程系）；Department of Physics, The Pennsylvania State University（宾夕法尼亚州立大学物理系）；Department of Astronomy & Astrophysics, The Pennsylvania State University（宾夕法尼亚州立大学天文与天体物理系）；Institute for Gravitation and the Cosmos, The Pennsylvania State University（宾夕法尼亚州立大学引力与宇宙研究所）
研究原磁星喷流中超重核的存活机制，探讨光解离对核素存活的影响及喷流模型对核素分解的决定性作用。
2026-09-15 astro-ph.HE hep-ph nucl-th
