Searching for High Energy Neutrino counterpart signals; The case of the Fermi Bubbles signal and of Dark Matter annihilation in the inner Galaxy
最近在\textit{Fermi}伽马射线数据中发现的\textit{Fermi}气泡/雾状物已经产生了理论工作来解释这种硬$γ$射线信号与\textit{WMAP}雾状物信号的组合。这些理论模型中的许多可能对高能中微子的产生有着截然不同的影响。我们讨论了中微子信号从不同的模型提出的解释\textit{Fermi}泡沫/阴霾，更明确地说，从暗物质湮灭在星系晕的条件下优先CR扩散，从最近的活动星系核喷流活动，从周期性的扩散冲击加速，从随机的二阶费米加速和从长时间尺度的恒星形成在银河系中心结合强星系风。我们发现其中一些模型将被IceCube DeepCore探测器探测。此外，在北半球安装一个km的$^3$望远镜，我们将能够区分强子、轻子和DM模型。此外，利用重建的中微子光谱，我们将探测TeV尺度的暗物质对银河系中心的湮灭。
2013-09-27 astro-ph.GA astro-ph.HE hep-ph
Can the WMAP Haze really be a signature of annihilating neutralino dark matter?
威尔金森微波各向异性探测器（WMAP）卫星的观测发现，银河系中心有过量的微波辐射。有人认为，这种WMAP烟雾辐射可能是一种（或多种）暗物质粒子湮灭时产生的相对论电子和正电子的同步辐射。在本文中，我们重新计算的强度和形态的WMAP阴霾使用多元线性回归，涉及全天空模板的主要形式的银河前景发射，使用两种不同的CMB天空信号估计。第一个估计是一个后验平均CMB地图，边缘化的一般前景模型使用吉布斯抽样技术，另一个是由WMAP团队产生的ILC地图。早期对WMAP烟雾的分析使用了ILC地图，它比吉布斯地图更容易受到银河前景的污染。在这两种情况下，我们重新确认先前的结果，统计上显着的剩余排放后，前景减法，集中在银河系中心。然而，我们发现，这种发射的意义可以显着降低，允许一个微妙的空间变化的频率依赖性的软同步辐射在内部和外部的星系。我们还重新调查的前景的中性子暗物质解释的阴霾的起源，并发现显着提高的暗物质湮灭率是必需的，相对于获得一个平滑的银河系暗物质分布，以重现推断的残留排放，在最近的几项研究中推导出的相反。
2009-01-31 astro-ph.GA astro-ph.HE
The Fermi Gamma-Ray Haze from Dark Matter Annihilations and Anisotropic Diffusion
最近费米伽马射线太空望远镜拍摄的银河系全天空图显示了一个朝向银河系中心的弥散辐射成分，并延伸到大约+/-50度的纬度。这种费米“雾”是由在WMAP波长处产生微波同步加速器雾的相同电子产生的逆康普顿发射。伽马射线雾有两个明显的特征：光谱明显比银河系其他地方的发射更硬，并且形态在纬度上相对于经度被拉长，轴比约为2。如果这些电子是通过星系晕中暗物质粒子的湮灭产生的，那么这种形态很难用标准的球形晕和各向同性的宇宙射线扩散来实现。然而，我们表明，各向异性扩散沿有序的磁场线对银河系中心加上一个长形的暗物质晕可以很容易地产生所需的形态，而不作出不切实际的假设扩散参数。此外，索末菲增强的自湮没截面~30产生了很好的拟合的伽马射线和微波雾的形态，振幅和光谱。该模型也是符合当地的宇宙射线测量以及CMB的限制。
2011-02-24 astro-ph.GA astro-ph.HE hep-ph
Dark matter implications of the WMAP-Planck Haze
对银河系中心和周围地区的伽马射线和微波观测表明存在异常发射，其起源仍然不清楚。近年来，暗物质湮灭的可能性引起了人们的极大兴趣。暗物质湮灭是通过高能电子与银河系磁场相互作用产生的伽马射线瞬发和微波频率的二次发射来解释的。我们通过在WMAP-Planck数据中寻找相关的同步加速器来研究银河系中心伽马射线过剩的DM解释。在考虑各种磁场和宇宙线传播模型的情况下，我们预测了银河系中由DM湮灭引起的同步辐射，并与23- 70 GHz的WMAP-Planck数据进行了比较。除了标准的微波前景，我们单独建模的费米泡和信号由于DM的微波对应物，并使用组件分离技术提取与每个模板从总发射的信号。我们确认在我们所选择的感兴趣的区域中，在23 GHz处的天空总强度的7%的水平处存在阴霾，其光谱$I \sim ν^{-0.8}$比常规宇宙射线电子的同步加速器更硬。数据没有显示出对仅通过气泡或DM排放来拟合雾度的强烈偏好。包含两个分量提供了更好的拟合，其中DM对23 GHz处的雾度发射的贡献为20%，然而，由于前景建模中的显著不确定性，我们不认为这是DM信号的明确检测。我们设置强大的上限上的湮没截面忽略前景，也报告最适合DM湮没参数从一个完整的模板分析。我们的结论是，WMAP-Planck数据是一致的DM解释的伽马射线过剩。
2016-04-26 astro-ph.CO astro-ph.GA astro-ph.HE
QUIJOTE scientific results -- VI. The Haze as seen by QUIJOTE
阴霾是银河系中心周围过量的微波强度发射。它在空间上与$γ$ -射线费米气泡，并与S-PASS无线电极化羽流，建议一个可能的共同起源。提出来解释薄雾起源的模型，包括银河系中心的高能事件和银河系晕中的暗物质衰变，尚未提供明确的物理解释。在本文中，我们提出了一个重新分析的阴霾，包括新的观测多频仪器（MFI）的Q-U-I JOint TENERIFE（QUIJOTE）实验，在11和13 GHz。对霾的强度和偏振态进行了分析，表征了霾的光谱特征。我们检测到过量的扩散强度信号归因于雾。在频率11 $\,\leqν\leq\,$ 70千兆赫的频谱是一个幂律的频谱指数$β^{\rm H}=-2.79\pm0.08$，这是平坦的比银河同步加速器在同一地区（$β^{\rm S}=-2.98\pm0.04$），但比以前的作品（$β^{\rm H}\sim-2.5$在23 $\,\leq\,ν\leq\,$ 70千兆赫）获得陡峭。我们还观察到过量的偏振信号的QUIJOTE-MFI地图中的阴霾地区。这是偏振雾的第一个提示检测，或者是该区域同步加速器光谱弯曲的结果。最后，我们表明，与银河系中心活动相关的极化结构的频谱是陡峭的在低频率（$β\sim -3.2$在2.3 $\leqν\leq$ 23 GHz），并成为平坦的11 GHz以上。
2023-01-12 astro-ph.GA astro-ph.HE
Fermi Gamma-ray Haze via Dark Matter and Millisecond Pulsars
我们研究可能的天体物理和暗物质（DM）的费米伽马射线雾在银河系晕的解释。作为各种DM模型的代表，我们考虑DM粒子湮灭为W+W-，b-bbar和e+e-。在前两种情况下，在E > 10 GeV时，来自DM湮灭的瞬发γ射线发射是显著的，甚至是主导的，而来自湮灭DM产物的逆康普顿散射（ICS）是不显著的。对于e+e-湮没模式，我们需要100阶的提升因子来从ICS光子获得对伽马射线雾的显著贡献。高纬度高能粒子的可能天体物理来源包括Ia型超新星（SNe）和毫秒超新星（MSP）。根据我们目前对Ia超新星速率的理解，它们对银河系晕中的伽马射线通量没有显着贡献。由于银河系星晕中MSP的数量没有得到很好的限制，只要银河系星晕中有20 000 - 60 000个MSP，MSP可能是高纬度地区一个可行的伽马射线源。在这种情况下，来自MSP的脉冲伽马射线发射可以对大约几个GeV的伽马射线有贡献，而来自MSP电子和正电子的ICS光子在伽马射线雾中的所有能量下都是显著的。这样一个人口的MSP的可扩展性进行了讨论。与威尔金森微波各向异性探测器（WMAP）的微波雾一致性要求MSP自旋下降能量的很大一部分转化为e+e-通量，或者DM主要湮灭为具有100阶助推因子的轻子。
2011-09-02 astro-ph.GA astro-ph.HE hep-ph
Multi-wavelength features of Fermi Bubbles as signatures of a Galactic wind
使用流体动力学模拟，我们第一次表明，在银河系中心的恒星形成的插曲，与恒星形成率（SFR）$\sim 0.5$ M $_\odot$年$^{-1}$为$\sim 30$万年，可以产生类似于费米泡（FB）的泡沫，当从太阳的位置。FB的形态，范围和多波长观测，特别是X射线，限制了各种物理参数，如SFR，年龄和环银河系介质（CGM）密度。我们表明，CGM与银河风驱动的恒星形成在中心区域的相互作用可以解释所观察到的表面亮度和形态特征的X射线与费米泡。此外，假设宇宙射线电子通过冲击和/或湍流被加速{ \it in situ}，可以解释伽马射线发射的亮度和形态以及微波雾。在我们的模型中，冷团和暖团的运动学也与最近通过气泡观察到的吸收线相匹配。
2015-08-05 astro-ph.GA astro-ph.HE
The Fermi Bubbles: Giant, Multi-Billion-Year-Old Reservoirs of Galactic Center Cosmic Rays
最近，费米-LAT仪器观测到的伽马射线天空中出现了巨大特征的证据：以银河系核心为中心的双边发射“气泡”，并在银河系平面上方和下方延伸到约10千秒差距。这些结构与WMAP数据中发现的非热微波“薄雾”和ROSAT探测到的X射线辐射的扩展区域相吻合。气泡的伽马射线辐射的特征是具有坚硬且相对均匀的光谱，相对均匀的强度，总光度约为4 x 10^37 erg/s，比它们的微波光度大约大一个数量级，而比它们的X射线光度小一个数量级以上。在这里，我们表明，气泡是自然的解释，由于人口的遗迹宇宙射线质子和较重的离子注入的过程与极长的时间尺度（>~8 Gyr）和高面密度的恒星形成在银河系中心。
2011-02-14 astro-ph.GA astro-ph.HE
Morphological Tests of the Pulsar and Dark Matter Interpretations of the WMAP Haze
WMAP烟雾是来自银河系中心的过量微波辐射。在同步辐射模型的情况下的阴霾，我们提出了测试辐射高能电子/正电子的源。我们探讨了几种模型的情况下，脉冲星人口或暗物质湮灭的来源。这些模型的这些形态特征在WMAP银河掩模后面很小，但是是可测试的，并且限制了源模型。我们发现，详细的测量形态可以区分脉冲星和暗物质的解释，以及区分不同的脉冲星模型和暗物质个人档案模型。具体来说，我们发现，一个零中心密度的银河系脉冲星人口模型是在紧张局势与观察到的WMAP阴霾。普朗克天文台更高的灵敏度和预期的更小的银河掩模应该潜在地提供一个强大的签名WMAP烟雾作为脉冲星人口或暗物质。
2009-12-15 astro-ph.CO astro-ph.GA astro-ph.HE
Giant Gamma-ray Bubbles from Fermi-LAT: AGN Activity or Bipolar Galactic Wind?
来自费米-LAT的数据揭示了两个大的伽马射线气泡，在银河系中心上下50度延伸，经度宽度约为40度。与这些气泡相关的伽马射线辐射具有比银河系盘中电子的IC辐射或质子-ISM碰撞产生的π介子衰变产生的伽马射线明显更硬的光谱（dN/dE ~ E^-2）。在气泡内部或南北气泡之间，光谱或伽马射线强度没有显着的空间变化。这些气泡在空间上与被称为WMAP霾的硬谱微波过量相关;气泡的边缘也与ROSAT X射线图中1.5-2 keV的特征一致。我们认为，这些银河伽马射线泡最有可能是由银河系中心的一些大事件的能量注入，如过去的吸积事件到中央的大质量黑洞，或在过去的核星暴~10万年。暗物质湮灭/衰变似乎不太可能产生WMAP和ROSAT中气泡的所有特征和相关信号;必须了解气泡，以便使用对银河系内部弥散伽马射线发射的测量作为暗物质物理学的探测。对气泡的起源和演化的研究也有可能提高我们对银河系内部最近发生的高能事件和高纬度宇宙射线群的理解。
2010-10-18 astro-ph.GA astro-ph.HE
Fermi bubble simulations: black hole feedback in the Milky Way
$Fermi$伽马射线望远镜在银河系中心发现了一对气泡。这些结构在空间上与WMAP和普朗克卫星探测到的微波辐射相关。这些气泡很可能是由银河系中心一个超大质量黑洞附近发射的喷流膨胀而成的。使用MHD模拟，其中自洽包括宇宙射线和磁场之间的相互作用，我们建立模型的超音速喷流传播，宇宙射线运输，磁场放大内的$Fermi$气泡。我们的主要发现是：（1）基于我们模拟的合成$Fermi$伽马射线和WMAP微波光谱与观测结果一致，表明宇宙线轻子的单一种群可以同时解释光子能量范围内的发射;（2）如果模型中包含第二个更近的嵌入$Fermi$气泡中的喷流，则模型符合观测到的中心峰值微波发射。这与Su & Finkbeiner（2012）提出的基于观测的建议一致;（3）由于细长湍流涡旋引起的相对高水平的场有序，预计气泡的无线电发射将被强烈极化。这种效应是由喷流驱动的激波与预先存在的星际介质湍流的相互作用引起的;（4）在激波压缩区，气泡附近可能存在一层增强的旋转测度，但这种增强的程度取决于磁拓扑的细节。
2013-11-24 astro-ph.GA astro-ph.HE
A Latitude-Dependent Analysis of the Leptonic Hypothesis for the Fermi Bubbles
费米泡是在伽马射线和微波中都能观测到的巨大的银河系结构。最近的研究已经发现支持的假设，即伽马射线和微波辐射都可以被理解为产生于硬宇宙射线电子人口的体积内的泡沫，通过逆康普顿散射和同步辐射分别。这些过程的相对速率由星际辐射场和气泡内磁场的相对能量密度决定;因此，在共同起源的假设下，伽马射线和微波测量的组合可以用来估计气泡内的磁场。我们重新审视这一假设的一致性在一个纬度的纬度的基础上，使用费米，WMAP和普朗克的数据，估计气泡内的电子光谱的变化，并推断气泡内的磁场的界限作为距离银河系平面的函数。我们发现，虽然微波和伽马射线光谱一般是符合轻子假设的几个微高斯磁场，似乎是一个偏好的光谱硬化的微波在中纬度地区（特别是在|b| ~ 25-35度范围），这是不反映在伽马射线。这一结果可能暗示了非轻子对伽玛射线谱的贡献;然而，如果电子的截止能量在这个纬度范围内较低，并且低于截止能量的谱较硬，则在纯轻子模型中可以调和这种差异。
2016-06-18 astro-ph.HE
Detection of polarized Fermi-bubble synchrotron and dust emission
Ben-Gurion University of the Negev（内盖夫本-古里安大学）
研究通过分离费米气泡极化微波信号与扩展极化领域，发现同步辐射极化方向与气泡边缘平行，尘埃极化方向限制了极端环境下的尘埃对齐。
2025-01-03 astro-ph.GA astro-ph.HE
The Galactic Wind Haze and its $γ$-spectrum
我们研究了费米泡中的γ射线发射是由宇宙射线电子产生的可能性，宇宙射线电子的光谱类似于银河系的宇宙射线。我们认为，宇宙线电子在1 TeV附近从$E^{-3}$变陡到约$E^{-4.2}$，部分是由正常宇宙射线的“膝”形特征二次导出的。我们推测，在$\sim 130$ GeV观测到的特征可能基本上是由于逆康普顿发射关闭的对生产峰值上的关闭在$γ$射线谱在$\sim 130$ GeV。这表明，正常宇宙射线的拐点在银河系的任何地方都是一样的。一个结果可能是，所有的超新星贡献给出了相同的宇宙射线谱，具有由共同的恒星性质给出的膝状特征;事实上，这与Bisnovatyi-Kogan（1970）提出的超新星理论是一致的，这是一种磁旋转机制，如果大质量恒星在爆炸前在旋转和磁场方面收敛到共同的性质。
2013-09-13 astro-ph.HE hep-ph
The Morphology of the Galactic Dark Matter Synchrotron Emission with Self-Consistent Cosmic Ray Diffusion Models
在弱相互作用暗物质的范例中，一个普遍的预测是在高暗物质密度的区域中，由暗物质对湮灭产生相对论粒子。在银河系中心由暗物质湮灭产生的超相对论电子和正电子应该会产生一种弥散的同步辐射。同步加速器暗物质雾的光谱形状取决于粒子模型（其次是银河磁场），而雾的形态主要取决于（1）暗物质密度分布，（2）银河磁场形态，（3）高能宇宙射线轻子的扩散模型。有趣的是，在WMAP卫星报告的数据中，有一种未经确认的过量微波辐射，其特征与暗物质模型预测的特征相似，被称为“WMAP烟雾”。在这项研究中，我们进行了自洽处理的变量上面列举的，从宇宙射线，无线电调查和扩散伽马射线的现有数据强制约束。我们概述并预测了“暗物质雾霾”的一般形态和光谱特征，并将其与WMAP雾霾数据进行了比较。我们还表征和研究了由相同的高能电子和正电子的人口所产生的逆康普顿发射的光谱和空间分布。我们指出，在不同频率的无线电发射的频谱和形态是一个强大的诊断，以测试是否银河系同步加速器雾确实起源于暗物质湮灭。
2010-09-02 astro-ph.GA astro-ph.HE hep-ph
Fermi-bubble bulk and edge analysis reveals dust, cooling breaks, and cosmic-ray diffusion, facilitating a self-consistent model
本文通过费米气泡从射电到γ射线的宽频带边缘分析，发现尘埃成分掩盖约35 GHz冷却拐折，并用Kraichnan扩散解释射电软化，从而支持强激波电子加速的自洽模型。
2024-03-27 astro-ph.GA astro-ph.HE
Magnetic substructure in the northern Fermi Bubble revealed by polarized WMAP emission
我们报告了巨大的，极化的微波结构出现在银河系中心附近的银河系平面和一些GeV的伽马射线特征，包括最近发现的北部费米泡的东部边缘之间的对应关系。极化微波特征也对应于全天空408 MHz总强度数据中看到的结构，包括银河系中心的支线。在23 GHz的极化数据所揭示的磁场结构表明，无论是与气泡边缘重合的发射，还是银河系中心的毛刺，都不太可能是本地ISM的特征。根据观测到的形态对应，类似的推断光谱，和类似的能量的所有来源，我们建议银河系中心的支线和北部费米泡之间的直接连接。
2012-02-02 astro-ph.HE
Can the symmetric Fermi and eROSITA bubbles be produced by tilted jets?
通过三维相对论流体动力学模拟，发现倾斜的AGN失败喷流受盘内气体阻碍形成热气泡，并在浮力作用下转为垂直，成功重现了对称的Fermi和eROSITA气泡的多波长观测特征。
2024-05-31 astro-ph.HE
Planck Intermediate Results. IX. Detection of the Galactic haze with Planck
使用精确的全天空观测普朗克，并应用几种方法的组件分离，我们确定和表征银河系的“阴霾”在微波波长的发射。薄雾是弥漫的银河辐射的一个独特组成部分，大致以银河中心为中心，并延伸到银河纬度的|b| ~35度和经度的|l| ~15度。通过将普朗克数据与WMAP的观测相结合，我们能够以高精度确定这种发射的光谱，不受以前分析中存在的大系统偏差的影响。导出的光谱与幂律辐射一致，光谱指数为-2.55 +/- 0.05，因此排除了自由-自由辐射作为源，而是有利于来自电子布居的硬光谱同步辐射，其光谱（每能量的数密度）为dN/dE ~ E^-2.1。在银河系纬度|b| <30度的地方，微波烟雾的形态与费米伽马射线的“烟雾”或“气泡”一致，这表明我们对银河系的一个独特组成部分有多波长的看法。考虑到非常硬的光谱和辐射的扩展性质，雾状电子极不可能是由银河系盘中的超新星冲击造成的。相反，我们银河系中心的宇宙射线加速的新机制是隐含的。
2012-08-27 astro-ph.CO astro-ph.GA astro-ph.HE
A possible origin of gamma rays from the Fermi Bubbles
近年来最令人兴奋的发现之一是在银河系中心的上方和下方存在一对巨大的伽马射线发射区，即所谓的费米泡。这些气泡是由费米太空望远镜发现的，在银河系纬度上延伸到$\sim 50^\circ$，在银河系经度上有$\sim 40^\circ$宽。伽马射线发射也被发现与无线电，微波和X射线发射相关。气泡的起源和相关的非热排放仍然没有清楚地了解。对非热辐射的可能解释包括高速银河风/喷流从银河系中心注入宇宙射线，气泡内存在的多重冲击或等离子体湍流加速，以及与气泡膨胀相关的强冲击波加速。在本文中，我将讨论的伽马射线发射产生的可能性，银河宇宙射线主要是质子在银河系的扩散传播过程中注入。质子与气泡等离子体相互作用产生$π^\circ$ -衰变伽马射线，而同时，无线电和微波同步辐射由$π^{\pm}$衰变产生的次级电子/正电子产生。
2014-12-22 astro-ph.HE
The Fermi/eROSITA Bubbles: A look into the nuclear outflow from the Milky Way
本文综述了费米/eROSITA气泡的多波长观测，探讨了银河系核外流的特征，指出其起源和本质仍待研究。
2024-03-14 astro-ph.GA astro-ph.HE
The Spectrum and Morphology of the Fermi Bubbles
费米泡是伽马射线天空中的两个大型结构，延伸到银河系中心上下的$55^\circ$。我们分析了50个月的费米大面积望远镜的数据之间的100 MeV和500 GeV以上的$10^\circ$在银河系纬度的费米泡的光谱和形态。我们彻底探讨了系统的不确定性，通过两种不同的方法建模时产生的银河漫发射。伽马射线谱可以用对数抛物线或指数截止的幂律来描述。我们排除了一个简单的幂律超过7 $σ$的意义。指数截止的幂律指数为$1.9 \pm 0.2$，截止能量为$110\pm 50$ GeV。我们发现气泡的γ射线光度为$4.4^{+2.4}_{-0.9} \times 10^{37}$ erg s $^{-1}$。我们确认了一个显着增强的伽马射线发射在东南部的泡沫，但我们没有找到显着的证据，一个喷气式飞机。未检测到气泡间光谱的显著变化。气泡边界的宽度估计为$3.4^{+3.7}_{-2.6}$度。逆康普顿（IC）模型和强子模型，包括IC从次级轻子发射的伽马射线数据拟合得很好。在IC方案中，来自相同电子群的同步辐射也可以解释WMAP和普朗克微波雾，磁场在5到20 $μ$ G之间。
2014-07-29 astro-ph.HE
Quark Nugget Dark Matter: Comparison with radio observations of nearby galaxies
最近有人声称，对附近螺旋星系的射电观测基本上排除了银河系薄雾的暗物质来源。在这里，我们考虑从夸克块金暗物质模型的背景下，从银河系中心的微波辐射和附近的银河系的射电观测的低能量热辐射。我们表明，观察到的发射水平并没有强烈地约束这个特定的暗物质候选人在广泛的范围内的允许的参数空间与传统的暗物质模型的基础上的WIMP范式形成鲜明对比。
2015-10-07 astro-ph.GA astro-ph.HE hep-ph
Galactic centre star formation writ large in gamma-rays
我们模拟了银河系内部200 pc的高能天体物理学，以期解释从该区域检测到的扩散，宽带（无线电连续体到TeV伽马射线），非热信号。我们的建模钉下ISM参数的环境中，宇宙射线（CR）的电子和离子驻留在银河系中心（GC）。我们发现，该区域的磁场为100-300 microG，气体密度< 60 cm^-3，并且一股强大的（> 200 km/s）“超级”风可以在该区域加速的宇宙射线有时间在原地失去能量之前将其带走95%以上。由GC宇宙射线质子携带的~ 10^39 erg/s的能量足以激发最近发现的费米“气泡”的~GeV伽马射线发射，这些气泡在GC南北方向延伸到~10 kpc的距离，前提是这些气泡构成了GC质子的厚靶，并且情况已经达到稳定状态。在这种情况下的“饱和”的硬，均匀的光谱的气泡的解释和次级电子同步加速器解释的非热微波发射中发现的WMAP数据镜像的气泡。考虑到气泡等离子体的密度非常低（<0.01 cm^-3），气泡中的pp损失时间大于5 Gyr。因此，我们的设想有一个惊人的暗示，即时间平均功率为10^39 erg/s的非热粒子GC源自银河系年轻以来一直存在。
2011-03-28 astro-ph.GA astro-ph.HE
Fermi Bubbles with HAWC
费米泡由两个大而均匀的硬伽马射线辐射区域组成，一直延伸到银河系中心上方和下方的$55^{o}$，2010年费米望远镜的GeV伽马射线数据首次被注意到。产生所观察到的硬光谱的一种或多种机制尚不清楚。虽然强子和轻子模型都可以描述气泡的光谱，但轻子模型也可以解释WMAP和普朗克卫星微波数据中观察到的类似结构。最近的研究表明费米泡的能谱在100 MeV到500 GeV的能量范围内符合幂律和指数截止。在更高的伽马射线能量下观察费米气泡将有助于限制气泡的起源。一个更陡的截止线将有利于轻子模型。高海拔水切伦科夫（HAWC）天文台位于墨西哥海拔4100米，旨在测量100 GeV至100 TeV之间的高能伽马射线。HAWC具有大视场和对空间扩展源的良好灵敏度，是最适合在TeV能量下寻找费米泡等扩展区域的天文台。我们将在红十字国际委员会会议期间介绍对银河系北半球HAWC可见的费米泡的初步分析结果。
2015-08-26 astro-ph.HE
Two Emission Mechanisms in the Fermi Bubbles: A Possible Signal of Annihilating Dark Matter
本文研究了费米泡光谱随银河系纬度的变化。在远离银道面（|b| > 30度）的地方，观测到的伽马射线辐射几乎不随纬度变化，这与具有近似幂律谱的宇宙射线电子对星际辐射场的逆康普顿散射相一致。同样的电子在微高斯级磁场的存在下也可以产生所观察到的微波“雾”。相比之下，在较低纬度（b < 20度），与气泡相关的发射光谱具有明显的光谱特征，峰值为1-4 GeV（单位：E^2 dN/dE），这无法由任何真实的电子光谱产生。相反，我们的结论是，第二（非逆康普顿）的排放机制必须负责大部分的低能量，低纬度的排放。这第二个分量在光谱上与之前报道的银河系中心（GC）的过量GeV辐射相似，并且在空间上也与单位体积的光度近似为r^-2.4（其中r是到GC的距离）相一致。我们认为，可见的光谱特征，在低纬度泡沫是扩展对应的GC过剩，现在检测到至少2-3千秒差距的GC。信号的光谱和角分布与~10 GeV暗物质粒子湮灭为轻子或~50 GeV暗物质粒子湮灭为夸克的预测一致，遵循与典型Navarro-Frenk-White（NFW）轮廓相似的分布。我们还认为毫秒射电星是对信号的一种可能的天体物理学解释，因为观测到的毫秒射电星在大约所需的能量处具有光谱截止。任何这样的情况都需要大量的未解决的毫秒级卫星，从GC延伸至少2-3 kpc。
2013-02-26 astro-ph.CO astro-ph.HE hep-ph
Non-Thermal Radiation from the Inner Galaxy
我回顾了我们目前对银河系中心（GC）和内星系非热辐射的认识。从理论上讲，银河系的核心位于银河系引力阱的底部，这使得它成为一个有希望寻找暗物质衰变或湮灭特征的区域。然而，它也拥有银河系的常驻超大质量黑洞和银河系中高达10%的当前大质量恒星形成。因此，银河系核心是一个动态的和高能量的环境，这意味着在解释任何不寻常的或意外的信号（或出现）的区域作为暗物质相关过程的证据时，必须非常谨慎。“意外”信号的一个引人注目的例子是在过去几年中发现的“费米泡”，以及随后发现的极化射电对应物。这些巨大的裂片从星系核延伸到银河系南北半球约7千秒差距。硬光谱，微波辐射与气泡的下游也被检测到，首先是在WMAP中，最近是在普朗克数据中。关于气泡的起源及其多波长辐射的争论仍在继续：它们是超大质量黑洞相对较近（在最近~百万年）活动的标志，还是核恒星形成的标志？我将简要回顾一下指向后一种解释的证据。
2014-11-27 astro-ph.GA astro-ph.HE
Gamma-ray emission from the Sagittarius Dwarf Spheroidal galaxy due to millisecond pulsars
费米气泡是从银河系核心发出的巨大的伽马射线辐射瓣，由费米伽马射线太空望远镜上的大面积望远镜收集的~1-100 GeV数据中发现。先前的工作已经揭示了费米泡内部的子结构，这被解释为银河系超大质量黑洞准直流出的特征。在这里，我们通过空间模板分析表明，大部分与子结构最亮区域相关的伽马射线发射-所谓的茧-可能是由于人马座矮球状（Sgr dSph）星系。这颗巨大的银河系卫星是从太阳系的位置通过费米泡看到的。作为一个潮汐和冲压压力剥离的残余，Sgr dSph没有正在进行的恒星形成，但我们仍然证明，矮的毫秒脉冲星（MSP）人口可以合理地提供伽马射线信号，我们的分析关联到它的恒星模板。测量到的光谱自然是由属于Sgr dSph的MSP注入的高能电子-正电子对宇宙微波背景光子的逆康普顿散射，以及这些物体的磁层发射来解释的。这一发现合理地表明，MSP在古老的恒星星族中产生了显着的伽马射线辐射，可能会混淆银河系中心，仙女座星系和其他大质量银河系矮球体等地区的间接暗物质搜索。
2022-09-09 astro-ph.GA astro-ph.HE
On the Galactic Center Being the Main Source of Galactic Cosmic Rays as Evidenced by Recent Cosmic Ray and Gamma Ray Observations
基于一系列新的观测证据，我们重新审视了银河系中心（GC）是银河系宇宙射线（GCR）的主要来源这一观点。提出了一个统一的模型来同时解释GCR和$γ$射线的新现象。一般认为，在GC过去的活动中，GCR加速。在强辐射场中，由于GC的活动，GCR的对产生过程是宇宙线谱的膝结构的原因。由对产生相互作用产生的一部分$e^+e^-$，可以在诱导的双极喷流中被再加速并被输送到晕中，留下费米$γ$射线泡和WMAP微波霾作为残留信号。最后，扩散在球丘中的CR可以进一步与星际介质相互作用，产生低能量的$e^+e^-$。冷却后，这些正电子可能会湮灭，产生INTEGRAL发现的511 keV谱线发射。
2013-01-23 astro-ph.HE hep-ph
The Galactic Centre - A Laboratory for Starburst Galaxies (?)
银河系中心-作为最近的星系核-既有内在的兴趣，也可能代表了一个有用的类似恒星爆发核，我们可以观察到数量级的细节比这些外部系统。GC中的环境条件--这里指的是银河系内部直径为200 pc的区域--相对于银河系盘中通常遇到的环境条件来说是极端的。各种GC ISM成分的能量密度通常比当地发现的大两个数量级，恒星形成率密度大三个数量级。在银河系中，银河系中心的硬谱、弥散的TeV（=10^12 eV）伽马射线辐射与该区域的分子气体在空间上是一致的。最近，在这种能量的伽马射线中也探测到了本星系NGC 253和M82的核。我们已经开始了一项扩展活动，对从银河系内部200 pc接收到的宽带（无线电连续体到TeV伽马射线）非热信号进行建模。在这个模型的基础上，我们发现恒星形成和相关的超新星活动是该地区非热活动的最终驱动力。这种活动驱使大规模的热等离子体风和宇宙射线离开GC。在本地加速的宇宙射线在原地失去大量能量或穿透到恒星形成发生的致密分子气体核心之前，风会迅速地将它们平流。然而，宇宙射线可以加热/蒸发包裹核心的较低密度/温暖的H2相。在非常大的尺度上（~10 kpc），逃逸的GC宇宙射线的非热特征最近可能被探测到，作为壮观的“费米泡”和相应的“WMAP雾”。
2011-12-29 astro-ph.GA astro-ph.HE
Millisecond Pulsars from Accretion Induced Collapse as the Origin of the Galactic Centre Gamma-ray Excess Signal
来自费米大天区望远镜的伽马射线数据揭示了一个无法解释的，明显弥散的，来自银河系凸起的信号，其峰值接近2 GeV，具有近似球形的强度分布$\propto r^{-2.4}$，延伸到至少10度的角径向尺度，可能到20度。这个“银河系中心过剩”（GCE）的起源一直存在争议，主要包括自湮灭的暗物质和迄今未被发现的毫秒双星（MSP）。然而，传统的通道产生的MSP已被发现预测太多的低质量X射线双星（LMXB）系统，由于预期的大出生踢，可能无法容纳GCE信号和恒星之间的紧密空间对应的隆起。在这里，我们报告了一个二进制人口合成的前向模型，表明产生的MSP人口的吸积诱导崩溃（AIC）的O-Ne白矮星在银河系膨胀的二进制可以自然地再现的形态，光谱形状，和强度的GCE信号，同时也遵守LMXB的约束。来自MSP发射的宇宙射线电子和正电子的同步加速器发射可以同时解释来自银河系内部的神秘微波“阴霾”
2022-05-02 astro-ph.HE hep-ph
