Analytical Constraints on the Radius and Bulk Lorentz Factor in the Lepto-Hadronic One-Zone Model of BL Lacs
本文在单区轻子-强子模型框架下，研究了发射中微子的BL Lacs参数空间，发现可用于解释BL Lac-中微子关联的参数空间对质子分布敏感且通常要求质子光度超过爱丁顿光度，表明该简单模型可能无法合理解释此类关联。
2023-07-03 astro-ph.HE
Leptonic and Lepto-Hadronic Modeling of the Nov. 2010 flare from 3C 454.3
在这项研究中，我们使用一个单带轻子和一个轻强子模型来研究2010年11月平谱射电类星体3C 454.3的多波长发射和显著耀斑。我们进行了参数研究，这两个模型，以获得宽带适合的光谱能量分布的3C 454.3。从拟合得到的基线参数开始，我们研究了两种模型的不同耀斑情景，以解释2010年11月发生的3C 454.3的极端爆发和光谱硬化。我们发现，单带轻强子模型可以成功地解释3C 454.3在静止期和2010年11月耀斑峰值期间的光学R、Swift XRT和费米γ射线带通中的宽带多波长光谱能量分布和光变曲线。我们还发现，单区轻子模型产生的宽带光谱的X射线和高能伽玛射线带通的2010年11月耀斑。
2016-05-23 astro-ph.HE
Evaluation of Hadronic Emission in Starburst Galaxies and Star-forming Galaxies
在这项工作中，我们重新分析了11年的光谱数据从\textit{Fermi}大面积望远镜（\textit{Fermi} -LAT）目前观察到的星暴星系（SBG）和恒星形成星系（SFGs）。我们用\textbf{NAIMA}提供的单带模型和强子起源解释了SBG和SFG的GeV观测数据。我们发现，一个指数截止的幂律形式的质子分布可以解释大多数SBG和SFG的光谱。然而，它不能解释NGC 1068和NGC 4945在GeV能带的光谱硬化成分。因此，我们认为双区模型可以很好地解释这些现象。我们总结了各种模型参数的特点，包括光谱指数，截止能量和质子总能量。类似于银河系中超新星遗迹（SNRs）的演化，我们使用单区模型估计SBG内部的质子加速极限可能在10 $^{2}$ TeV的量级;这与银河系中的SNRs接近。
2021-07-28 astro-ph.HE
Is Supernova Remnant Cassiopeia A a PeVatron?
仙后座A是一个观测良好的年轻核心坍缩超新星遗迹（SNR），被认为是研究通过扩散激波机制加速到PeV的极高能粒子的最佳候选者之一。最近，MAGIC观测揭示了$γ$射线在$\sim3.5$ TeV处的光谱截止，这表明如果TeV的$γ$射线具有强子起源，则SNR Cas A只能将粒子加速到数十TeV。在这里，我们提出了一个两区排放模型的地区与前向（区1）和向内/反向冲击（区2）。考虑到第1区的低密度，它主要是高频射电发射，通过同步加速器过程的软X射线边缘和TeV $γ$ -射线通过逆康普顿化。由于相对较软的粒子分布和较高的电子截止能量，来自2区的发射主要是低频射电，通过同步加速器过程的硬X射线和GeV $γ$ -射线通过强子过程。没有证据表明质子分布中的高能截止点意味着Cas A仍然可以是PeVatron。来自第1区的强子过程主导着非常高能量的伽马射线发射。未来在数百TeV范围内的观测可以验证这个模型。
2019-03-06 astro-ph.HE
Lepto-hadronic jet-disc model for the multi-wavelength SED of M87
低光度活动星系核M87是Fanaroff-Riley I射电星系的原型，在2017年以历史上安静的状态被观测到。虽然单区轻子喷流模型不能单独解释核心无线电伽马射线光谱，我们探讨了一个混合喷射盘的情况。在这项工作中，我们模型的整体光谱能量分布的M87的核心占主导地位的一个区域的轻强子喷流组件，再加上从吸积流的贡献。我们发现接近均分参数集的射流组件适合的无线电到光学数据以及伽马射线波段，而吸积流主要有助于X射线波段。探测了河外背景光在向地球传播过程中对伽马射线吸收的影响，发现在这个模型中可以忽略不计。这种情况下产生的中微子通量也被计算出来，但仍然低于目前仪器的灵敏度。
2022-08-31 astro-ph.HE
The role of the diffusive protons in the gamma-ray emission of supernova remnant RX J1713.7$-$3946 --- a two-zone model
RX~J1713.7 $-$ 3946是$γ$射线亮超新星遗迹（SNRs）中的一个原型，关于它的$γ$射线发射的强子起源还是轻子起源的争论仍在继续。除了SNR内部的高能粒子发射外，我们还探讨了从SNR冲击波中逃逸的扩散相对论质子在$γ$射线发射中所起的作用。在SNR激波在团簇分子腔中传播的情况下，我们认为SNR内部的$γ$射线发射可能来自逆康普顿散射，也可能来自被捕获的高能质子与激波团簇之间的相互作用。它们之间的主要来源取决于电子与质子的数量比。在膨胀过程中从冲击波中逃逸出来的扩散质子可以通过轰击周围的致密物质来提供外部强子$γ$射线分量。宽带光谱可以很好地解释了这个两区模型，其中$γ$射线从内部发射支配TeV带，而外部发射组件基本上有助于GeV的$γ$射线。两区模型也可以解释TeV $γ$射线径向亮度分布，显着超出非热X射线发射区。在计算过程中，我们对Li & Chen（2010）的逃逸质子“累积扩散”模型提出了一种简化算法，并采用马尔可夫链蒙特卡罗方法对物理参数进行了约束。
2016-03-27 astro-ph.HE
A two-zone model for blazar emission: implications for TXS 0506+056 and the neutrino event IceCube-170922A
最近发现了一个高能μ子中微子事件IceCube-170922 A，它与耀变体TXS 0506+056的伽马射线耀斑在空间和时间上都是一致的。在标准的单区模型中，中微子可以通过强子相互作用在耀变体喷流中产生，但其通量主要受到X射线数据的限制。在这项工作中，我们探索中微子生产TXS 0506+056调用两个物理上不同的发射区的喷流，分开的宽线区（BLR）。利用BLR的多普勒增强辐射作为目标光子场，内区分别通过$pγ$相互作用和逆康普顿散射产生中微子和γ射线辐射，而外区通过同步加速器和同步加速器自康普顿过程产生光学和X射线辐射。这两个区域的不同条件使我们能够抑制电磁级联的X射线发射，并对μ子中微子通量设定更高的上限（即，$\sim 10^{-11}\rm erg~cm^{-2}s^{-1}$）比单区模型中的低。我们详细比较了我们的方案与文献中讨论的单区模型，并认为这种方案之间的区别将成为可能与下一代中微子望远镜，如IceCube-Gen 2。
2019-08-27 astro-ph.HE
Photohadronic Modelling of the 2010 Gamma-ray Flare from Mrk 421
耀变体是活动星系核（AGN）的一个子类，具有朝向观测者的小视角的相对论性喷流。最近的结果基于强子的情况下，激发了持续的讨论耀变体如何可以产生高能量中微子在耀斑状态，哪种情况下可以成功地描述所观察到的伽马射线行为。Markarian 421是河外伽马射线天空中最接近和最明亮的天体之一，并在2010年3月的14天内显示出耀斑活动。在这项工作中，我们描述的\textit{Fermi} -LAT数据的源集中在MeV范围（100 MeV - 1 GeV）进行分析，并研究的可能性，来自质子和MeV SSC目标光子之间的$pγ$相互作用，以适应非常高的能量（VHE）的伽马射线发射的贡献。使用赤池信息标准（AIC）检验将拟合结果与两个轻子模型（单区和双区）进行了比较，该检验评估了模型的简单性以及拟合优度。在所有的情况下，光强子模型作为一个更好的拟合描述相比，一区轻子模型，并在大多数情况下，相对于两区模型。我们的结果表明，光强子贡献的耀变体的γ射线通量的一个lepto-hadronic起源的潜力。未来的伽马射线观测超过几十TeV和低于100 MeV的能量将是至关重要的测试和区分模型。
2021-01-05 astro-ph.HE
A hadronic minute-scale GeV flare from quasar 3C 279?
平谱射电类星体3C 279是一个已知的$γ$射线可变源，最近在能量为$>100$ MeV时表现出分钟尺度的变化。blazar辐射的单区轻子模型受到短时间尺度变化的严重限制，这意味着在距离中心黑洞数百个史瓦西半径处有一个非常紧凑的发射区。在这里，我们调查强子的情况下，GeV的$γ$ -射线通过质子同步辐射产生。我们还考虑到强子引发的电磁级联（EMC）的影响。对于一个$γ$射线发射区域在粒子和kG磁场之间的粗略均分，位于宽线区域（BLR）内，EMC的发展重新分配的$γ$射线的光度较软的能带，并最终导致宽带光谱，从观察到的不同。如果$γ$射线发射区域位于BLR之外，以多普勒因子（$>70$）快速移动，并且包含强磁场（$>100$ G），则EMC和能量均分的抑制仍然是可能的。然而，这些条件在秒差距尺度的喷流中不容易满足，因此不利于费米-LAT耀斑的质子同步加速器起源。
2016-12-17 astro-ph.HE
Lepto-Hadronic Scenarios for TeV Extensions of Gamma-Ray Burst Afterglow Spectra
本文利用AM3在单区近似下系统研究伽马射线暴余辉的轻子–强子参数空间，提出多种TeV辐射情景并指出高密度环境可解释10 TeV以上的平坦硬谱。
2024-12-09 astro-ph.HE
A new lepto-hadronic model applied to the first simultaneous multiwavelength data set for Cygnus X--1
天鹅座X-1是第一个被证实拥有吸积黑洞的银河系源。它已经在从无线电到GeV $γ$射线的整个电磁波谱中被检测到。通过中红外辐射的源的无线电被认为是来自相对论喷流。在MeV X射线中观察到的高度线性极化表明，相对论性喷流在这一制度中占主导地位，而热吸积流占主导地位的软X射线带。GeV非热辐射的起源仍然存在争议，轻子和强子的情况都被认为是可行的。在这项工作中，我们提出了一个新的半解析，多区喷流模型应用到天鹅座X-1的宽带光谱能量分布的轻子和强子的情况。我们试图打破这种简并拟合有史以来第一次高质量的，同时多波长的数据集从CHOCBOX运动（天鹅座X-1硬态观测的一个完整的二元轨道的X射线）。我们的模型参数的动力学特性，如射流速度剖面，磁场，和能量密度。此外，该模型结合了这些动力学特性与自洽的辐射转移计算，包括次级级联，轻子和强子起源。我们的结论是，灵敏的TeV $γ$射线望远镜，如切伦科夫望远镜阵列（CTA）将明确回答的问题，强子过程是否发生在天鹅座X-1的相对论喷流。
2020-10-16 astro-ph.HE
Hadronic supercriticality as a trigger for GRB emission
我们探索了一个单区强子模型，该模型可以用最少的自由参数再现$γ$射线暴（GRB）的瞬发辐射。假设只有伽玛暴是有效的高能质子加速器，没有从头算光子场的存在下，我们调查的条件下，系统成为超临界，即有一个快速的，非线性的能量转移从质子到二次粒子发起的自发淬灭质子产生的$γ$ -射线。我们首先分析表明，过渡到超临界时发生的质子注入紧凑性超过一个临界值，这有利于高质子注入光度和大范围的散装洛伦兹因子。超临界的性质，然后研究与时间相关的数值代码，同时解决耦合方程的质子，光子，电子，中子和中微子的分布。对于驱动系统深入到超临界的条件，我们发现，由于冷却对的康普顿化，光子光谱获得带状形状，并且从质子到$γ$ -射线和中微子的能量转移效率高，达到$\sim 0.3$。虽然一些问题，其完全适应伽玛射线暴提示排放仍然开放，超临界被认为是一个有前途的过程在这方面。
2014-07-10 astro-ph.HE
The Structure of the Hadron-Quark Reaction Zone
致密物质中的强子-夸克燃烧是致密星位相及其高能天体物理研究的中心课题。我们批判性地回顾了强子夸克燃烧的文献，将它们分为“第一波”，把问题作为一个稳态燃烧或没有机械平衡的约束，和“第二波”，使用数值技术来解决燃烧前，并解决了基本的偏微分方程的化学燃烧前的限制条件较少。我们详细介绍了第二波修正了第一波的不准确之处，并强调了第二波中各种方法之间的关键差异。我们还包括从随时间变化的模拟的反应区，包括强子EOS，中微子，自洽热力学，而不使用参数化的快捷方式的结果。
2019-06-20 astro-ph.HE nucl-th
Hadronic Origin of Sub-PeV Gamma-Ray Emission from LHAASO J0621+3755
Indian Institute of Technology Jodhpur（焦特普尔印度理工学院）
研究通过考虑质子-质子相互作用通道，探讨了脉冲星周围亚皮电子伏级伽马射线的hadronic起源，发现需要约0.14倍的宇宙射线质子亮度，质子在超扩散环境中传播。
2026-05-15 astro-ph.HE
The primary proton spectrum of the hadronic PeVatron candidate HAWC J1825-134
高海拔水切伦科夫（HAWC）天文台测量的源HAWC J1825 - 134的$γ$射线谱超过200 TeV，没有任何证据表明陡峭或截止。有一些迹象表明，HAWC探测到的$γ$射线是由宇宙射线质子或原子核与周围气体碰撞产生的。假设初级质子，我们询问的初级质子光谱的形状是兼容的HAWC测量。我们发现，具有$γ_{p}$ = 2.2的幂律形状和截止能量$E_{c-p} > 500$ TeV的初级质子能谱很好地描述了数据。然而，$γ_{p}$低至1.3和$E_{c-p}$低至200 TeV的更硬的光谱也不与HAWC测量相矛盾。如果加速器在$γ$射线产生区内部或非常接近，则前一种选择可能实现。后一种选择对于有效地限制低能（$E_{p} < 10$ TeV）加速质子的宇宙射线源的情况是可行的。利用费米-LAT空间$γ$射线望远镜的公开数据，我们推导出HAWC J1825 - 134源在1 GeV-1 TeV能量范围内的强度上限。我们发现，这些上限的帐户急剧变化的解释：只有硬（$γ_{p} < 1.7$）光谱描述相结合的HAWC和费米-LAT数据集。
2021-06-22 astro-ph.HE
Constraints of Flat Spectrum Radio Quasars in the hadronic model: the case of 3C 273
在单带质子同步辐射模型下，提出了一种约束平谱射电类星体（FSRQ）$γ$射线发射区性质的方法，其中$γ$射线是由相对论质子的同步辐射产生的.我们表明，足够低的多普勒因子$δ$的值，从电磁（EM）级联，这是由内部吸收的高能光子从光强子相互作用发起的发射可能会超过所观察到的$\sim$ GeV通量。我们使用这种效果来推导出$δ$的绝对下限;首先，分析一个，在渐近极限的外部辐射从宽线区域（BLR）是可以忽略不计的，然后在更一般的情况下，包括BLR辐射的数值。由于它在发射区的能量密度取决于$δ$和该区域到银河系中心的距离，我们使用EM级联来确定每个$δ$值的最小距离。我们补充EM级联约束与一个来自可变性参数，并将我们的方法应用于FSRQ 3C 273。我们发现，$δ\gtrsim 18-20$为$B \lesssim 30$ G和$\sim$天的时间尺度的变化;发射区位于外的BLR，即在$r \gtrsim 10 R_{\rm BLR} \sim 3$ PC;该模型需要在PC尺度的距离更强的磁场比那些推断从核心移位观测;而喷气功率超过至少一个数量级的吸积功率。简而言之，我们的结果不利于质子同步加速器模型FSRQ 3C 273。
2015-06-18 astro-ph.HE
A lepto-hadronic model for high-energy emission from FR I radiogalaxies
众所周知的放射性镓Cen A最近被HESS实验检测到是一种非常高能量（VHE）的伽马射线源，就在费米/LAT在高能量（HE）检测到它之前。这一探测以及对M87的探测表明，放射性镓是VHE伽马射线发射体。本工作的目的是提出一个相对论性喷流VHE辐射的轻强子模型。我们认为质子和电子在喷流底部附近的一个紧凑的区域中被加速，当它们沿着喷流传播时，它们冷却并发射多波长辐射。质子和电子的分布是通过一个非均匀的稳态传输方程，考虑到加速，辐射和非辐射冷却过程，以及粒子的对流传输。考虑到不同波长光子吸收的影响，计算了初级质子和电子的辐射，以及次级粒子（e+/-、π介子和μ介子）的贡献。最后给出了高能中微子信号，并讨论了利用KM 3 Net和IceCube进行探测的可能性。在我们的模型中得到的光谱能量分布与一组适当的参数为扩展的发射区可以解释大部分的观测光谱的活动星系核。
2011-04-27 astro-ph.HE hep-ph
Modeling the Spectral Energy Distributions and Variability of Blazars
本文综述了耀变体宽带辐射理论模型的最新进展。本文评述了轻子模型和强子模型的特点。我目前的样本建模结果的光谱能量分布（SED）的不同类型的费米探测到的耀变体沿传统的耀变体序列，使用这两种类型的模型。在许多情况下，高频尖峰耀变体（HBL）的SED被发现可以很好地用简单的同步加速器+同步加速器自康普顿（SSC）模型来描述。然而，VERITAS最近发现的一些超高能伽马射线发射体实际上可以用外康普顿模型或强子模型更好地表示。通常情况下，单独使用与时间无关的单区模型的谱模型不足以约束模型，因为轻子模型和轻强子模型都能够提供可接受的整体SED拟合。这种简并性可以通过考虑来自光谱可变性的进一步约束来提升。本文将讨论与时间有关的非均匀blazar模型的最新发展，包括详细的数值模拟以及对喷流激波模型与时间有关的辐射特征的半解析方法。
2012-05-02 astro-ph.CO astro-ph.HE
First-Principles Polar-Cap Currents in Multipolar Pulsar Magnetospheres
Washington University in St. Louis（华盛顿大学圣路易斯分校）
本文提出基于多极磁层的第一性原理解析模型，用于更准确地推断脉冲星极帽电流与表面加热的关系。
2026-02-12 astro-ph.HE astro-ph.SR gr-qc
