Contribution of Stellar Flares to the Diffuse Component of Galactic Gamma-Rays
众所周知,弥散γ射线是银河系宇宙射线与恒星物质碰撞产生的(早川-莫里森假说)。本文试图估计恒星耀斑在银河γ射线漫射分量中的低能分量的贡献。银河系γ射线废用成分的高能部分可能反映了银河系宇宙射线的功率谱,γ = -2.75(微分)。在银盘和凸起中,有超过1000亿颗恒星。它们可能经常产生耀斑,并由耀斑产生高能宇宙射线,能量范围为100 MeV ~ 1 TeV,功率指数γ = -3.75(微分)。本文试图估算恒星耀斑对γ射线漫射分量的贡献。
2009-09-07 astro-ph.HE
Probing the cosmic ray mass composition in the knee region through TeV secondary particle fluxes from solar surroundings
通过对宇宙射线与太阳周围物质和辐射相互作用产生的高能γ射线、μ子和中微子的研究,探讨了估算初级宇宙射线能谱膝点以上质量组成的可能性。发现太阳$15^{o}$附近TeV的γ射线、μ子和中微子的理论通量对PeV能量范围内的宇宙射线的质量成分很敏感。通过未来的实验,这种TeV的伽马射线/中微子的检测的实验前景进行了讨论。
2017-03-15 astro-ph.HE
Interstellar gamma rays and cosmic rays: new insights from Fermi-LAT AND INTEGRAL
在两年多的运行中,费米-LAT彻底改变了我们对伽马射线天空的认识。星际伽马射线是这个新时代的一部分,它允许对银河系中的宇宙射线模型进行前所未有的测试。INTEGRAL/SPI数据向低能量的扩展也在不断发展。本文导出了银河系的多波长光度,并讨论了银河系能量平衡和射电-远红外关联。
2011-01-07 astro-ph.HE
X-rays, gamma-rays and neutrinos from collisoinless shocks in supernova wind breakouts
我们表明,一个无碰撞的冲击必然形成的冲击爆发的超新星(SN)所包围的光学厚风。在软X射线爆发发射的同时和之后,产生了<~ MeV伽马射线、硬X射线和多TeV中微子的强烈非热闪光,其携带的能量与软发射相似或更大。这种非热闪光可以用目前的X射线望远镜探测到,也可以用千米级的中微子望远镜探测到10兆秒差距。
2011-06-09 astro-ph.HE
Tests of Lorentz Invariance Violation with Gamma Rays to probe Quantum Gravity
我们讨论了用现在和将来的地基γ射线观测站观测到的γ射线进行洛伦兹不变性检验的前景。
2013-05-01 astro-ph.HE
Neutrinos And Cosmic Rays From Gamma Ray Bursts
IceCube合作组最近报道的来自伽马射线暴(GRB)的超高能中微子通量的上限与基于GRB火球模型的预测相矛盾,但并不排除GRB是超高能宇宙射线的主要来源。
2012-05-17 astro-ph.HE
Cosmic connections: from cosmic rays to gamma rays, to cosmic backgrounds and magnetic fields
来自伽马射线望远镜和宇宙射线探测器的综合数据产生了一些关于星系际和星系磁场以及河外背景光的令人惊讶的新见解。本文综述了最近的一些进展,包括解释遥远耀变体硬光谱的理论和基于远源光谱的星系际磁场测量。此外,我们还讨论了银河系中的瞬变源,如过去的伽马射线暴和超新星爆炸,对观测到的超高能宇宙线核通量的可能贡献。对伽马射线、宇宙射线和磁场进行整体治疗的必要性是这些看似无关的现象的统一主题。
2012-07-16 astro-ph.HE
Gamma-rays from the compact colliding wind region in Cyg OB2 #5
在这方面的贡献,我们模拟的非热辐射(从无线电到伽马射线)产生的紧凑的(和最近检测到的)碰撞风区的多恒星系统天鹅座OB2 #5。我们把我们的研究集中在所产生的伽马射线的可探测性上。
2012-10-10 astro-ph.HE
Pulsar-wind nebulae in X-rays and TeV gamma-rays
脉冲星被认为是一种高效的加速器,可以产生大量的相对论性粒子,并将它们注入银河系介质。这种脉冲星风发出的辐射可以通过伽马射线从无线电中看到,作为脉冲星风星云(PWN)。本文综述了近几年来PWNe的X射线和TeV观测研究进展。
2010-04-09 astro-ph.HE
Observation of Galactic Cosmic Rays and Gamma Rays with the High Altitude Water Cherenkov Observatory
高海拔水切伦科夫天文台(HAWC)正在对北半球100 GeV至100 TeV之间的宇宙射线和伽马射线进行无偏调查。HAWC是目前唯一一个运行中的高分辨率宽场TeV天文台,并有一个强大的程序来搜索耀斑和其他伽马射线的瞬态源。该探测器也非常适合于观察伽马射线发射和宇宙射线各向异性的空间扩展区域。HAWC最近结束了其第一年的数据采集与完整的探测器。结果不仅包括许多已知的TeV点源的观测,而且还包括来自银河系物体的扩展发射,如Geminga超新星遗迹。这些结果对宇宙射线数据中观察到的几种天体物理异常的起源有影响,例如地球上银河系正电子过剩。我们将描述HAWC的结果,重点是对宇宙射线和银河系伽马射线源的观测。
2017-01-22 astro-ph.HE
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
Absorption of high-energy gamma rays in Cygnus X-3
微类星体天鹅座X-3是由伽马射线太空望远镜AGILE和费米探测到的。伽马射线发射是短暂的,随轨道周期调制,似乎与主要的射电耀斑有关,即与相对论性喷流有关。GeV的伽马射线通量可以通过周围X射线的内部吸收而大大衰减。在这项研究中,我们定量地研究了天鹅座X-3的对生产的影响,并限制了伽马射线源的位置。天鹅座X-3在X射线中表现出复杂的时间和光谱模式。在伽马射线耀斑期间,X射线辐射可以近似为明亮的盘状黑体成分和在硬X射线中延伸的非热尾,可能与盘上方的日冕有关。本文用数值方法计算了标准吸积盘上方伽马射线的精确光学厚度。电晕的发射和吸收也进行了研究。GeV的伽马射线被吸积盘内部发射的软X射线显著吸收。吸收模式复杂且各向异性。伴星风中汤姆逊散射导致的X射线各向同性倾向于增加伽马射线的不透明度。来自日冕的伽马射线被来自圆盘的光子强烈吸收,无法解释观测到的高能发射,除非日冕被不切实际地延伸。在GeV辐射中缺乏吸收特征表明,高能伽马射线应该位于距离致密物体至少10^8-10^10 cm的位置。伽马射线的发射不太可能来自日冕。
2011-03-20 astro-ph.HE
Pulsar Wind Nebulae from X-rays to VHE gamma-rays
扩展的VHE(TeV)源与脉冲星的合理关联的数量一直在稳步增长,这表明其中许多源是脉冲星风星云(PWNe)。本文综述了近几年来PWNe的X射线和TeV观测的最新进展,并总结了它们的性质。
2012-07-06 astro-ph.HE
Cosmic Rays, Gamma-Rays, and Neutrinos in the Starburst Nuclei of Arp 220
Arp 220是最近的超亮红外星暴星系,其核心为研究极端条件下宇宙射线的相互作用提供了机会。在本文中,我们模拟的宇宙射线的人口产生的超新星在中央分子区的两个星暴核。我们发现,约65 - 100%的宇宙射线被吸收在这些地区,由于其巨大的分子气体含量,因此,Arp 220的核几乎完成质子量能器。当宇宙射线质子与星际介质碰撞时,它们会产生次级电子,这些电子也包含在系统中,并辐射出同步辐射。利用模型和观测到的射电谱能量分布之间的卡方检验结果,我们预测了出射γ射线和高能中微子谱,并发现磁场在毫高斯水平。由于极强的远红外辐射场,伽马射线谱在TeV能量处由于伽马-伽马吸收而显著变陡。
2015-07-27 astro-ph.HE
Prospects for future very high-energy gamma-ray sky survey: impact of secondary gamma rays
遥远耀变体的甚高能伽玛射线测量结果可以很好地解释为由超高能宇宙射线诱发的级联发射的次级伽玛射线。次级伽马射线将使人们能够用未来的地面伽马射线望远镜(如切伦科夫望远镜阵列(CTA))探测到大量的耀变体。我们表明,二次发射过程将允许CTA检测100,130,150,87,和8个耀变体以上30 GeV,100 GeV,300 GeV,1 TeV,和10 TeV,分别到$z\sim8$假设星系际磁场(IGMF)强度$B=10^{-17}$ G和无偏的全天巡天与0.5小时曝光在每个视场,其中,总观测时间为$\sim540$ hr。在$B=10^{-15}$ G的情况下,这些数字为79、96、110、63和6,直至$z\sim5$。这一大量的源统计数据将是次级伽马射线情景的明确证据,也是从统计学上研究IGMF的新关键。我们还发现,更广泛和更浅的调查是有利于检测更多和更高的红移源,即使我们考虑到二次伽马射线。
2013-12-12 astro-ph.HE
Gamma Rays from the Tycho Supernova Remnant: Leptonic or Hadronic?
最近费米和VERITAS对原型Ia超新星遗迹(SNR)第谷的观测发现了能量E在~0.4 GeV到10 TeV之间的伽马射线。银河系宇宙射线起源理论的关键是,来自SNR的伽马射线是由加速的强子(质子和离子)还是由相对论电子产生的。在这里,我们表明,宽带辐射光谱的第谷可以解释的两区轻子模型的框架内,这是可能适用于每一个SNR。强子模型也可以拟合辐射谱。伽马射线的强子起源可以通过费米光谱测量第谷和其他SNR在能量低于~300 MeV的证实。
2011-11-17 astro-ph.HE
Probing the mass composition of primary cosmic rays from the effect of the geomagnetic field on EAS muons: A simulation study
大倾角蒙特卡罗宇宙线簇射的μ子含量分布受地球地磁场的影响。研究发现,正μ子和负μ子分布的形状受到地球地磁场的影响。地球地磁活动与宇宙线(CR)空气簇射μ子之间的这种相关性被发现对初级宇宙线的质量组成很敏感。
2022-05-30 astro-ph.HE
Revisiting the propagation of highly-energetic gamma rays in the Galaxy
该研究通过模拟发射100GeV至100PeV伽马射线的银河源,探究传播效应对观测的影响,发现能谱吸收特征和方向偏转现象,其影响与源位置及辐射模型相关,可提升伽马射线探测和暗物质搜索的稳健性。
2025-04-17 astro-ph.HE
Probing UHECR production in Centaurus A using secondary neutrinos and gamma-rays
本文研究了超高能宇宙射线(UHECR)与河外背景辐射相互作用产生中微子和光子的过程。假设半人马座A是UHECR的主要来源,并研究了通过探测UHECR传播过程中产生的次级中微子和光子来识别该来源的可能性。模拟了15个关于3个河外磁场(EGMF)和5个成分丰度的天体物理模型。研究了中微子和光子的通量和到达方向。它表明,从岑A的信号的检测与统计意义是可以实现的,目前的观测站在几年内,并建议在不久的将来的实验。还介绍了结果对模型的依赖性。
2021-05-20 astro-ph.HE
Gamma-Gamma Absorption in Gamma-Ray Burst Environments
伽马射线暴(GRB)是宇宙中最猛烈的爆炸,主要表现为明亮的伽玛射线短暂闪光。长伽马射线暴最有可能与一颗超大质量恒星的暴死有关。因此,它们被认为起源于最近或正在形成的恒星区域,其中有各种明亮的年轻恒星,例如OB协会。伽马射线暴是由星载伽马射线望远镜在MeV-GeV能量下探测到的,但也可能发射更高能量的伽马射线(甚高能伽马射线:E > 100 GeV),如纳米比亚的高能立体系统(H.E.S.S)等地面切伦科夫望远镜设施所观测到的。VHE伽马射线可以被低能光子通过对产生吸收,而伽玛暴附近的恒星提供了密集的辐射环境,这可能导致这种吸收。我们已经调查了有代表性的伽玛暴环境,并提供了一个估计的不透明度,伽玛射线吸收VHE伽玛射线从伽玛暴。我们发现,对于可能的性质的OB协会周围的伽玛射线暴的祖细胞,伽马-伽马吸收预计可以忽略不计。
2017-04-24 astro-ph.HE
Detection of Gamma Rays From a Starburst Galaxy
星暴星系的中心区域超新星爆发率非常高,超新星的残余物被认为可以将高能宇宙射线加速到约10^15 eV。我们报告了用H.E.S.S.探测到的伽马射线--这种宇宙射线的示踪物--来自星爆星系NGC 253。成像大气切伦科夫望远镜阵列。220 GeV以上的伽马射线通量为F =(5.5 +/- 1.0stat +/- 2.8sys)x 10^-13 ph. s-1 cm-2,这意味着宇宙射线的密度比银河系中心的密度大3个数量级。在这个星暴环境中,宇宙射线能量转化为伽马射线的比例是我们银河系的5倍。
2009-09-25 astro-ph.HE
Gamma-rays from pulsar wind nebulae in starburst galaxies
最近,已经从星爆星系NGC253探测到TeV能量的伽马射线发射(Acero等人,2009)和M82(Acciari等人,2009.有人声称,观测到的伽马射线是由超新星遗迹中加速的宇宙射线与星际气体相互作用产生的。在这里,我们表明,伽玛射线脉冲星风星云留下的超新星有助于TeV的光度在一个主要的方式。一个脉冲星风星云在10^5年的寿命中,在能量超过1 TeV时,产生的总光度约为太阳的10倍。在一个典型的星暴星系中,在4百万秒差距的距离上,大量的3 × 10^4脉冲星风星云很容易产生观测到的TeV伽马射线。
2012-03-13 astro-ph.HE
Gamma Rays from Cosmic Rays in Supernova Remnants
背景:宇宙射线被认为是在超新星遗迹(SNR)的冲击加速,但缺乏确凿的证据。目的:来自地面伽马射线望远镜和费米伽马射线太空望远镜上的大面积望远镜的新数据被用来验证这一假设。一个简单的伽马射线生产效率的模型进行了比较,与测量的伽马射线光度的SNR,和GeV的TeV的流量比的SNR检查与SNR年龄的相关性。研究方法:超新星爆炸被模拟为一个不断膨胀的球形物质壳,它将周围的星际介质(ISM)扫起。壳层的累积动能为非热粒子加速提供了能量,当物质从ISM中被扫出时,SNR壳层减速。这些能量中的一部分被假定转化为宇宙射线电子或质子的能量。三种不同的粒子辐射过程-核π介子生产相互作用,非热电子韧致辐射,康普顿散射-被认为是。结果:比较了这三种方法的γ射线产生效率和信噪比。我们的研究结果表明,超新星遗迹在>~10^4年时伽马射线亮度变低,这与超新星遗迹加速宇宙射线的假设是一致的,即超新星遗迹将动能耗散为非热宇宙射线的效率约为10%。弱的证据,增加GeV TeV的流量比与SNR年龄。
2013-04-08 astro-ph.HE
Hadronic gamma-rays from RX J1713.7-3946?
RXJ 1713.7 -3946是检查银河系宇宙射线起源的超新星遗迹范例的关键对象。虽然其伽马射线发射的起源(强子与轻子)仍然存在争议,但费米合作报告的GeV能量的硬光谱通常被解释为支持轻子方案的有力论据。相反,我们表明,强子相互作用可以自然地解释伽马射线光谱,如果气体团块存在于超新星遗迹壳。残骸中没有热X射线很好地符合这种情况。
2014-06-09 astro-ph.HE
Gamma-rays from kilonovae and the cosmic gamma-ray background
最近对两颗中子星合并产生的引力波事件GW 170817以及由r过程元素的放射性衰变提供动力的光红外对应物的探测,为伽马射线天文学打开了一扇新的窗口:直接探测来自这种衰变的光子。在这里,我们计算的贡献kilonovae扩散的伽玛射线背景的MeV范围内,使用最近的结果在个别事件中发射的伽玛射线的光谱,我们比较它与其他来源。我们发现,从kilonovae的贡献是不占主导地位的,在这样的能量范围内,但在目前的不确定性,它添加到其他来源可能有助于拟合观测数据。
2020-02-08 astro-ph.HE
Large-scale Galactic diffuse gamma rays observed with the Fermi Gamma-Ray Space Telescope
费米伽马射线太空望远镜上的LAT仪器正在进行20 MeV至300 GeV的全天勘测,其统计数据和角分辨率前所未有。这提供了大量关于银河系星际介质非热辐射的新信息,并对宇宙射线和银河系结构产生了影响。在中纬度的第一个结果已经显示出与基于宇宙射线直接测量的预测很好的一致性,这表明至少局部(距离太阳约1千秒差距内)的伽马射线发射是了解的。我们将使用LAT数据呈现来自天空区域的第一个光谱,以及选定能量的轮廓。这里的目的是评估与模型的一致性,并评估随着分析的成熟,我们可以期望学到什么。
2009-07-02 astro-ph.HE
Indirect dark matter searches in Gamma- and Cosmic Rays
暗物质候选者,如弱相互作用的大质量粒子,被预测会湮灭或衰变成标准模型粒子,留下伽马射线、中微子、正电子、反质子甚至反核的独特特征。间接的暗物质搜索,特别是那些基于伽马射线观测和宇宙射线测量的搜索可以探测到这样的特征。在这里,我们回顾了这种方法的优势和局限性,并展望了间接暗物质搜索的未来。
2017-05-31 astro-ph.HE
Probing orbital parameters of gamma-ray binaries with TeV light curves
针对伽马射线双星的轨道参数探测问题,提出利用带有伽马-伽马吸收特征的TeV光变曲线来探测其轨道参数的方法,为这类致密双星系统的轨道特性研究提供了新途径。
2023-10-02 astro-ph.HE
Gamma rays from molecular clouds illuminated by cosmic rays escaping from interacting supernova remnants
最近,伽马射线望远镜AGILE和费米观测到几个中年超新星遗迹(SNRs)与分子云相互作用。它们的伽马射线很可能是由宇宙射线(CR)和核子之间的非弹性碰撞产生的中性π介子衰变产生的,这表明SNRs构成了银河系CR的大部分。在这封信中,我们提供的分析解决方案的CR的分布,已经逃离了一个有限大小的区域,这自然解释了观察到的中年SNR打破幂律谱。此外,伽玛射线谱的破裂能量的典型值,1-10 GeV,自然是从恒星风动力学显示的分子云和爆炸中心之间的分离约10 pc的事实解释。我们发现四个中年SNRs(W51 C,W28,W 44和IC 443)与分子云相互作用的逃逸CR谱可能是相同的,尽管这导致了不同的γ射线谱。这一结果与最近对银河系CR传播的研究结果一致,并支持SNR确实是银河系CR的来源。
2010-08-17 astro-ph.HE
Angular, spectral, and time distributions of highest energy protons and associated secondary gamma-rays and neutrinos propagating through extragalactic magnetic and radiation fields
本文利用小角和连续能量损失近似下玻尔兹曼输运方程的解析解,研究了最高能量质子、次级中微子和同步辐射γ射线在星系际磁场和辐射场中传播的角、谱和时间特性。
2010-06-05 astro-ph.HE
TeV gamma-rays from UHECR interactions in AGN cores: Lessons from Centaurus A
TeV的伽马射线已经从耀变体以及像M87和Cen A这样的射电星系中观测到。在轻子模型中,超过对产生阈值的伽马射线可以从超相对论性喷流中逃逸,因为与各向同性发射所需的那些相比,大的洛伦兹因子降低了背景光子密度。在这里,我们讨论一个替代方案,VHE光子产生的次级从UHECR相互作用的活动星系核。我们表明,TeV的伽马射线可以逃脱的核心,尽管大的红外和紫外背景。对于特殊的情况下,岑A,我们研究,如果各种现有的观测从远红外线的UHE范围内可以调和在这张照片。
2010-04-29 astro-ph.HE
Interpreting correlated observations of cosmic rays and gamma-rays from Centaurus A with a proton blazar inspired model
最近的活跃射电星系半人马座(Cen)A是一个伽马射线辐射源,能量范围在GeV到TeV之间。高能立体系统(H.E.S.S.)和非同步Fermi-LAT观测表明,在几个GeV能量以上,Cen A的γ能谱出现了不寻常的谱硬化现象。就在最近,H.E.S.S.天文台解析了半人马座A中千秒差距(kpc)尺度的喷流,能量为TeV。另一方面,皮埃尔俄歇天文台(PAO)探测到了来自Cen-A的一些超高能宇宙线(UHECR)事件。质子耀变体模型考虑了电子和强子宇宙射线在活动星系核喷流中的加速作用,可以解释从冰立方探测到的活动星系核喷流中观测到的高能中微子和γ射线的重合现象。在这里,我们采用质子耀变体启发模型来解释所观察到的GeV到TeV的伽马射线光谱特征,包括在GeV能量的光谱硬化以及PAO对来自Cen-A的宇宙射线的观测。我们的研究结果表明,该模型可以解释一致的观测到的电磁波谱结合适当数量的UHECR从岑A。
2021-01-30 astro-ph.HE
Feasibility study of probing the high energy end of the primary cosmic electron spectrum by detecting geo-synchrotron X-rays
基于对一个用于观测初级电子产生的同步辐射硬X射线的探测器的测试,我们研究了探测能量在几TeV到10 TeV以上的宇宙电子的可行性。这样的高能电子被认为是地球附近的来源的证据(例如超新星遗迹,如船帆座:年龄< ~10^5年,位于<~ 1 kpc)。这个想法本身是相当古老的;一个高能电子在地磁场中连续发射同步加速器X射线,从而产生几个在米尺度上排列的X射线。这一特征为克服其他传统观测方法中遇到的背景问题提供了一条线索。我们严格审查这种方法的可行性,假设卫星高度观测,并发现,这是很难得到一个精确的能谱的电子,但有可能得到一个明确的信号的存在,几个TeV的电子,如果通量是由一类合理的模型预测的水平相媲美。对于这样的观测,需要大于1 m^2年的曝光量。将本方案应用于伽马射线暴的观测是很有吸引力的。
2011-04-13 astro-ph.HE
A Possible Detection of Solar Gamma-Rays by the Ground Level Detector
2011年3月7日19:48:00至20:03:00 UT,位于Mt.墨西哥内格拉山脉(Sierra Negra)(4,600米)观测到8.8西格玛的增强。在本文中,我们试图解释这种增强的假设,几个GeV的伽马射线到达山顶的太阳产生的。我们假设质子在激波前沿被加速。它们在太阳表面沉淀并产生了伽马射线。如果假设得到证实,这种增强是第一个由地面探测器观测到的GeV伽马射线样本。
2013-07-19 astro-ph.HE
Gamma-rays from electrons accelerated by rotating magnetized White Dwarfs in Globular Clusters
最近,费米-LAT望远镜已经证实了球状星团中相当一部分是GeV的γ射线源。我们研究了球状星团中快速旋转、磁化的白矮星群体注入的相对论电子可能产生高能γ射线。这些电子使球状星团内的辐射场康普顿化。我们的结论是,伽马射线产生的电子加速的整个人口的白矮星在一个特定的集群是在未来的切伦科夫望远镜阵列的探测能力的水平上,提供了几千个磁化的白矮星已创建均匀的寿命期间的球状星团。
2012-03-20 astro-ph.HE
Acceleration of cosmic rays and gamma-ray emission from supernova remnant/molecular cloud associations
对超新星遗迹中的分子云进行γ射线观测被认为是解决宇宙射线起源问题的最有希望的途径之一。在这里,我们简要回顾了该领域的地位,特别强调的理论和现象学方面的问题。
2015-04-22 astro-ph.HE
Interstellar protons in the TeV gamma-ray SNR HESS J1731-347:Possible evidence for the coexistence of hadronic and leptonic gamma-rays
HESS J1731-347(G353.6-0.7)是TeV γ射线SNR之一,具有壳状结构。利用~(12)CO(J=1-0)和HI数据,对星际质子的信噪比进行了新的分析。结果表明,在-90 ~-75 km/s的速度范围内,TeV的γ射线壳层与星际质子有显著的空间相关性,对应的速度范围为~5.2 kpc,比之前的图3 kpc大2倍。星际质子的总质量估计为6.4x10^4 M_sun,其中25%是原子气体。我们已经确定了冷HI气体观察到的自吸收表现出显着的对应关系与东北伽玛射线峰。虽然SNR北部的星际质子和TeV伽马射线之间的良好对应支持了TeV伽马射线的强子方案,但SNR壳的南部显示出对应关系的中断;特别是SNR壳的西南边缘显示出星际质子的显着减少了2倍。我们认为,这种差异可以解释为由于轻子伽马射线,因为这个区域与发射非热射电连续辐射和非热X射线的亮壳层相吻合,这表明HESS J1713-347的伽马射线由强子和轻子分量组成。轻子贡献则相当于总伽马射线的~ 20%。假设总伽马射线的80%是强子起源的,宇宙射线质子的总能量在1 GeV - 100 TeV的伽马射线能量范围内估计为10^49 erg。
2014-05-11 astro-ph.HE
The Crab Pulsar and Nebula as seen in gamma-rays
30多年前,惠普尔对蟹状星云的探测是甚高能伽马射线天文学的开始。从那时起,这个源的伽马射线观测继续为理论提供新的惊喜和挑战,检测到快速变化,脉冲发射达到意想不到的高能量,以及最近检测到能量超过1 PeV的光子。在这篇文章中,我们将回顾伽马射线观测对我们理解这个非凡的加速器的影响。
2021-11-15 astro-ph.HE
Observe Gamma-Rays and Neutrinos Associated with Ultra-High Energy Cosmic Rays
针对超高能宇宙线与弥散高能中微子可能同源的猜想,提出对超高能宇宙线到达方向开展伽马射线和中微子观测,计算了探测概率,并指出未来相关观测可约束甚至识别其源头。
2025-02-24 astro-ph.HE
Implications of supernova remnant origin model of galactic cosmic rays on Gamma rays from young supernova remnants
人们普遍认为银河系宇宙射线起源于超新星遗迹(SNRs),在超新星爆炸波的扩散激波加速过程中,宇宙射线被超新星遗迹加速。在最近的理论发展的扩散冲击加速理论在信噪比,质子预计将加速在信噪比至少高达膝盖的能量。如果信噪比是真正的宇宙射线发生器,它不仅能加速质子,而且能加速比例合适的重核,重核的最大能量应该是质子的原子质量(Z)倍。在这项工作中,我们调查的影响,在信噪比的高能伽马射线产生的宇宙射线与周围物质的强子相互作用的重核加速。我们的研究结果表明,能量转换效率几乎是两倍的混合宇宙射线成分,而不是纯质子来解释观察,其次,如果宇宙射线粒子可以达到Z倍的膝盖能量,而不是200 TeV的能量,如前所述的非放大磁场的伽马射线通量将显着更高的几十TeV以上。这两种最大能量范式将在未来的伽马射线实验中得到区分,如切伦科夫望远镜阵列(CTA)。
2017-06-07 astro-ph.HE
Cosmogenic neutrinos and gamma-rays and the redshift evolution of UHECR sources
如果超高能宇宙射线(UHECR)有河外起源,就像人们普遍认为的那样,至少对于大多数能量超过几个EeV的宇宙射线来说是这样的,那么在UHECR通过星系际空间的传播过程中,通过与宇宙背景光子的相互作用,可以预期会产生次级中微子和光子。这种二次粒子的通量强烈依赖于UHECR源的发射率(数密度乘以光度)的红移演化。我们展示了宇宙射线、中微子和伽马射线如何潜在地提供有关UHECR源演化的补充信息。
2017-05-10 astro-ph.HE
Fluxes of diffuse gamma rays and neutrinos from cosmic-ray interactions with circumgalactic gas
银河系被一个引力束缚的气体日冕所包围,气体日冕一直延伸到银河系的维里半径。宇宙射线粒子与这种气体的相互作用产生了高能次级伽马射线和中微子。我们提出了一个定量分析的中微子和伽马射线通量的日冕的银河系连同其他星系的日冕的综合贡献。高能中微子通量不足以解释冰立方的结果,而对费米-LAT扩散γ射线通量的贡献是不可忽略的。
2016-09-16 astro-ph.HE
Probing the mass composition of TeV cosmic rays with HAWC
本文利用HAWC近5年数据在10 TeV至1 PeV能量区间反卷积宇宙线轻、中、重质量组能谱,采用QGSJET-II-04模型,发现各质量组能谱存在精细结构。
2025-09-21 astro-ph.HE
Probing the Extragalactic Cosmic Rays origin with gamma-ray and neutrino backgrounds
GeV-TeV的γ射线和PeV-EeV的中微子背景提供了一个独特的窗口的超高能宇宙射线(UHECR)的性质。我们讨论了最近的费米-LAT数据的河外伽玛射线背景(EGB)和相关的估计点源的贡献,以及冰立方中微子数据的起源的UHECR的影响。我们计算宇宙成因的$γ$ -射线和中微子产生的UHECR的扩散通量,并推导出可能的宇宙学演化的UHECR源的约束。特别是,我们表明,在\citet{Globus2015b}中考虑的混合组合物的情况下,这是在协议(i)俄歇测量的能谱和组成的最高能量和(ii)脚踝状的功能,在光组件中检测到的卡斯卡德-格兰德,是兼容的费米-LAT测量和与当前的IceCube限制。我们还讨论了未来实验的可能性,以检测相关的宇宙成因中微子和进一步限制的UHECR模型,包括可能的次主导UHECR质子源。
2017-04-03 astro-ph.HE
The possibility of multi-TeV secondary gamma rays from GRB221009A
针对GRB221009A多TeV伽马射线通量异常高的问题,提出其可由视线方向宇宙线相互作用产生的次级射线解释,支撑了GRB喷流可加速宇宙线至10 EeV以上的观点。
2025-06-13 astro-ph.HE
Probing the Extragalactic Cosmic Rays origin with gamma-ray and neutrino backgrounds
GeV-TeV的γ射线和PeV-EeV的中微子背景提供了一个独特的窗口的超高能宇宙射线(UHECR)的性质。我们讨论了最近的费米-LAT数据的河外伽玛射线背景(EGB)和相关的估计点源的贡献,以及冰立方中微子数据的起源的UHECR的影响。我们计算宇宙成因的$γ$ -射线和中微子在UHECR传播过程中产生的扩散通量,并推导出UHECR源的可能的宇宙学演化的约束。特别是,我们表明,混合成分的情况下,这是在协议(一)俄歇测量的能谱和成分的最高能量和(ii)脚踝状的功能,在光分量中检测到的KASCADE-格兰德,是兼容的费米-LAT测量和与当前的IceCube限制。
2017-07-04 astro-ph.HE
Cosmogenic gamma-rays and the composition of cosmic rays
我们讨论了探测超高能(UHE)宇宙线(CR)核的来源,通过他们的宇宙成因的γ射线在GeV到TeV的能量范围内的发射的前景。这些伽马射线是由CR在宇宙辐射背景中传播期间发射的高能光子、电子和正电子引发的电磁级联产生的,并且与源附近的伽马射线的同时发射无关。UHE CR核(具有质量数A和电荷Z)的相应产生功率由π介子光生(~ A)和贝特-海特勒对产生(~ Z^2)控制。我们表明,宇宙成因的γ射线信号从一个单一的稳定UHE CR源通常是更强大的源成分和注入光谱的变化比宇宙成因中微子的伴随信号。我们研究了河外CR源的漫射辐射和最近源的点源辐射。
2011-05-25 astro-ph.CO astro-ph.HE
Role of line-of-sight cosmic ray interactions in forming the spectra of distant blazars in TeV gamma rays and high-energy neutrinos
活动星系核(AGN)可以产生伽马射线和宇宙射线。观测到的来自遥远耀变体的高能伽马射线信号可能主要是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。这解释了在遥远的耀变体中观测到的令人惊讶的低衰减,因为平均而言,次级伽马射线的产生距离地球比距离源的距离近得多。因此,在TeV范围内观察到的光谱不依赖于固有的伽马射线光谱,而它取决于宇宙射线源的输出。我们将这一假设应用于一些来源,在每种情况下,我们都获得了很好的拟合,加强了对所观察到的光谱的解释,这是由于二次伽马射线。我们探讨了这种解释的限制银河系外的背景光和活动星系核中的宇宙射线的生产的后果。我们还对中微子信号进行了预测,这有助于探测活动星系核中宇宙射线的加速。
2011-02-15 astro-ph.HE hep-ph
Gamma Rays, Electrons, Hard X-Rays, and the Central Parsec of the Milky Way
银河系中心复杂的相互作用过程是过去、现在和(可能)未来众多谜团的核心。我们的目标是更全面地了解如何扩展到>10 TeV的光谱结果。我们首先建立一个简化的模型来解释强中心秒差距光子场的特殊能量和角度依赖性。这允许计算各向异性逆康普顿散射和映射由于伽马伽马-> e^+ e^-衰减的伽马射线消光。耦合这些与不断发展的电子光谱的方法,我们研究了几个明确的和目前的过剩,包括扩散的硬X射线所看到的NuSTAR和GeV伽马射线费米。我们解决进一步的应用,宇宙射线,暗物质,中微子和伽马射线从中心和超越。
2016-11-27 astro-ph.GA astro-ph.HE hep-ph
Common origin of the diffuse high energy backgrounds of gamma rays, neutrinos and cosmic ray positrons?
我们发现观测到的天文中微子、γ射线和宇宙射线正电子的高能扩散背景的通量、光谱和天空分布满足简单的关系,这是从它们在高能宇宙射线(CR)与扩散物质的强子碰撞中的共同产生所预期的。这提供了令人信服的证据,高能中微子,伽马射线和正电子背景有一个共同的起源-强子介子生产的宇宙射线在我们的银河系和外部星系,而不是通过衰变/湮灭的暗物质粒子。
2016-02-12 astro-ph.HE hep-ph
Fundamental Physics With Cosmic High-Energy Gamma Rays
高能光子(MeV以上)是天体物理学和极端条件下基础物理学的强大探测器。近年来,由于地面上新的宇宙伽马射线探测器的出现,我们对高能伽马射线天空的了解取得了令人印象深刻的进展(H.E.S.S.,魔术,真理,HAWC)和空间(敏捷,费米)。本文综述了高能γ射线基础物理问题的研究现状,并讨论了实验研究的发展前景。
2016-10-26 astro-ph.CO astro-ph.HE
Gamma rays: propagation and detection
伽马射线构成了研究极端宇宙的一个特殊观点。不像带电的宇宙射线,它们被认为有一个共同的起源,伽马射线不会被银河系和星系间的磁场偏转。这提供了一个机会,揭开最强大的粒子加速器,仍然在很大程度上是未知的,一旦修改的伽马射线通量,到达时间,和角分布由于传播效应被认为是。伽马射线望远镜包括各种各样的仪器,既有卫星上的,也有地面上的,它们覆盖了广泛的能量范围。这些课堂讲稿提供了伽玛射线天文学探测技术的概述。还详细描述了伽马射线在银河系和河外的传播效应。
2023-02-10 astro-ph.HE astro-ph.IM
Gamma rays from Galactic pulsars
年轻的超新星和毫秒级超新星的伽马射线被认为是高纬度地区{ \it Fermi}大面积望远镜(LAT)观测到的弥散伽马射线辐射的一部分。我们推导出的贡献,通过使用无线电伽马射线的信息,我们发现,它们只解释了一小部分的各向同性扩散的伽马射线背景的historars未检测到的对应。
2014-12-16 astro-ph.CO astro-ph.GA astro-ph.HE
Probing Dark Matter Long-lived Mediators with Solar $γ$ rays
我们表明,太阳$γ$ -射线观测可以提供一个互补的探测暗物质的情况下,与标准模型的相互作用进行通过长寿命的介质。为了说明,我们考虑一个简化的模型,它提供了太阳$γ$射线通量观测与下一代$γ$射线望远镜,同时遵守现有的实验约束。我们的研究结果表明,太阳$γ$射线通量可以比来自银河系中心的大几个数量级,同时受到低背景的影响。
2017-10-11 astro-ph.HE hep-ph