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
Correlations between Ultrahigh Energy Cosmic Rays and AGNs
我们研究了Pierre Auger天文台报道的最高能量宇宙射线（UHECR）与Veron-Cetty Veron（VCV）活动星系核目录中星系之间的相关性。首先，我们量化的VCV目录的不均匀性和杂质的程度。其次，我们确定如何修改最高能量俄歇UHECRs和VCV星系之间的相关性时，只有光学识别AGN使用。最后，我们测量公布的俄歇UHECR和物质分布之间的相关性。我们最重要的发现是，UHECR和活动星系核之间的相关性太强，不能纯粹用活动星系核追踪大尺度物质分布来解释，这表明（除非相关性是统计上的侥幸）UHECR中有相当一部分是由活动星系核产生的。我们还发现，一旦我们考虑到在室女座地区的VCV目录的重过采样，从该地区的UHECR事件的缺乏是不相容的UHECR活动星系核的来源。
2009-04-27 astro-ph.HE
Search for high-energy neutrino emission from hard X-ray AGN with IceCube
冰立方中微子天文台已经探测到TeV-PeV范围内的高能天体物理中微子。这些中微子在天空中具有各向同性的分布，因此可能来自河外来源。活动星系核是一类天文天体，它们是有希望的中微子源候选者，因为它们具有高电磁光度和将宇宙射线加速到能量大于10 $^{16}$ eV的潜在能力。这些宇宙射线在活动星系核环境中的相互作用预计会产生中微子和π-γ射线。一些活动星系核辐射的强子模型表明，这样的伽马射线可以反过来与活动星系核的密集光子场相互作用，并级联为硬X射线和MeV伽马射线。我们提出了一个更新的冰立方堆积分析寻找高能中微子从硬X射线源采样的$\textit{Swift}$ -BAT AGN光谱调查。
2021-07-18 astro-ph.HE
Cosmic rays from AGN, the knee energy mass scale and dark matter particles
根据宇宙线能谱的3 PeV膝能处可能存在新的质量标度，作者利用GLMR超对称性理论，提出暗物质粒子的质量应为8.1 TeV。作者讨论了在各种观测设施、伽马射线、中微子和其他地下探测器中探测这种特征的可能性。对HESS最近数据的分析产生了7.6 +/- 0.1 TeV的伽马射线峰值，为暗物质粒子质量与理论预测一致提供了观测证据。作者还指出，观测到的星系关联函数中幂律指数的不连续性是宇宙学中的膝能对应物。
2011-11-11 astro-ph.CO 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
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
The Production of Ultra High Energy Cosmic Rays during the Early Epochs of Radio-loud AGN
具有百万pc尺度喷流的强射电活动星系核（AGN）在理论上被认为是高能宇宙射线的发射源。最近的射电观测已经建立了一个人口众多的年轻射电大声星系类紧凑（$< 1$ kpc）对称喷流，在形态上类似于大规模活动星系核。我们发现，这些紧凑的活动星系核，所谓的紧凑对称对象（CSO），可以加速质子$10^{20}$ eV在其热点通过费米型机制的假设下有效的加速。所需的磁场强度与从最小能量条件导出的磁场强度相当。我们进一步表明，加速质子可以通过茧的光子场逃逸，而没有显着的能量损失。然而，强大的CSO的局部数密度不足以让CSO为整个观测到的超高能宇宙射线提供能量，最多只能提供百分之几。UHECR的重成分允许更多的CSO将粒子加速到UHECR能量，但逃离茧是困难的。我们评论的方法，可能会测试民间社会组织作为UHECR源。
2011-03-09 astro-ph.HE
UHE Cosmic Rays and AGN Jets
活动星系核（AGN）及其相对论喷流被认为是超高能（UHE）宇宙线加速的潜在场所。本文回顾了基本的观测结果以及对源能量学的要求，然后讨论了不同加速位置和机制的相关性，如黑洞隙、回流中的激波或喷流剪切加速。当放在上下文中，结果表明，费米型粒子加速在trans-relativistic冲击和/或在剪切，相对论流提供了最有前途的框架UHECR生产活动星系核。然而，真正破译UHECRs的天体物理来源，仍然需要改进的到达方向和源相关性的统计信息。
2019-11-11 astro-ph.HE
AGN emission processes of NGC 4945 in the X-rays and gamma-rays
NGC 4945在赛弗特2活动星系核（AGN）中具有突出的作用，因为它是少数几个在伽马射线中被探测到的非耀变体之一。在这里，我们分析了高能量谱使用朱雀，积分和费米数据。为了更好地理解活动星系核中的过程，我们重建了软X射线到伽马射线域的光谱能量分布。我们提出了两个模型来拟合高能数据。第一个模型假设伽玛射线的发射来自单一的非热成分，例如恒星暴过程中宿主星系中的激波诱导的π介子衰变，或者与宇宙射线的相互作用。第二个模型描述了两个独立的组件的高能光谱：一个热逆康普顿过程中的非光束AGN和非热辐射的伽马射线的光子。这些成分由X射线能量范围内的热成分的吸收截止幂律和伽马射线中的非热成分的简单幂律表示。对于热过程，我们获得了伽玛=1.6的光子指数，Ec ~ 150 keV的截止能量和NH = 6 e24 1/cm**2的氢柱密度。非热过程的光子指数为γ =2.0，通量为F（0.1-100 GeV）= 1.4e-11 erg/cm**2/sec。在3.7 Mpc的距离上，光谱能量分布给出了总的未吸收通量F（2 keV - 100 GeV）= 5e-10 erg/cm**2/sec和亮度L（2 keV - 100 GeV）= 9 e41 erg/sec。更合理的说法是，伽马射线的发射与活动星系核无关，可能是由宿主星系星暴区的激波过程引起的。
2012-01-05 astro-ph.HE
Gamma rays from cloud penetration at the base of AGN jets
稠密而寒冷的云似乎聚集在活动星系核中央黑洞周围的宽线区域。这些云可以与AGN喷流基地相互作用，这可能会产生观测结果。我们想研究这些喷流-云相互作用产生的伽马射线辐射，并探索在何种条件下这种辐射是可检测的。我们调查射流云相互作用和由此产生的冲击的流体动力学特性，并开发一个模型来计算在这些冲击中加速的粒子所产生的发射的光谱能量分布。我们讨论我们的模型的背景下，无线电大声活动星系核，与应用程序的两个代表性的情况下，低亮度半人马座A，和强大的3C 273。喷流能量的一部分可以被引导到伽马射线中，这可能是由同步加速器自康普顿辐射主导的，并显示出典型的变化时间尺度，类似于喷流内的云寿命，这比几个小时长。许多云可以同时与急流相互作用，导致通量明显高于一次相互作用，但随后可变性将被平滑。喷流-云的相互作用可能会在非耀变体活动星系核中产生可检测的伽马射线，在附近的低亮度源（如Cen A）中具有瞬态性质，而在FR II型的强大物体中则具有稳定性。
2010-07-13 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
Self-consistent population synthesis of AGN from observational constraints in the X-rays
本文利用RefleX光线追踪模拟自洽构建AGN种群，通过基于模拟的推断同时拟合CXB与X射线吸收观测约束，揭示需引入光度依赖尘埃环面和吸积盘，并导出内禀康普顿厚源比例为21±7%。
2025-06-17 astro-ph.CO 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
Long-term variability of AGN at hard X-rays
活动星系核在所有观测波长上的变化是它的一个显著特性。硬X射线为我们提供了活动星系核最内部区域的视图，大部分都是沿着视线吸收的。Swift/BAT提供了一个独特的机会，可以在几天到几年的时间尺度上定期取样，跟踪迄今为止可用于这种调查的最大AGN样品的14-195 keV发射。我们从BAT 58个月的调查中选择了110个射电安静和射电响亮的活动星系核样本，研究了变化的幅度及其对子类和能量的依赖性。大约80%的活动星系核在几个月到几年的时间尺度上表现出显着的变化，无线电大声源是最可变的。变化的幅度和它们的能量依赖性与通过吸收柱密度的变化在硬X射线处驱动的可变性不相容。一般而言，14-24和35-100 keV频带中的变化具有很好的相关性，表明BAT能带中的变异性有共同的起源。然而，无线电安静活动星系核显示平均10%以上的变化在14-24 keV比在35-100 keV和软时，明亮的行为，大多数塞弗特星系可检测的光谱变化的月时间尺度。此外，与较硬的频谱源被发现是更可变的比软的。这些性质通常与可变幂律连续体一致，在通量和形状上，在能量>~ 50 keV处枢转，恒定反射分量叠加在其上。当考虑相同的时间尺度时，活动星系核在硬X射线下的时间特性与在较低能量下的时间特性相当，其中至少一些差异可能归因于在两个能量域中贡献不同的成分（例如，反射、吸收）。
2013-11-17 astro-ph.HE
On high-energy particles in accretion disk coronae of supermassive black holes: implications for MeV gamma rays and high-energy neutrinos from AGN cores
ALMA最近的观测揭示了两个邻近的塞弗特星系核心区域的非热同步辐射的证据。这表明，在活动星系核（AGN）的吸积盘的日冕可以有利于非热电子的加速，除了热，热电子负责他们的X射线发射通过热康普顿。在这里，我们调查的机制，这样的粒子加速，根据观测推断的参数AGN盘冠。解释所观察到的非热电子的一种可能性是扩散冲击加速度，只要陀螺因子$η_g$不超过$\sim10^6$。这些非热电子可以通过盘光子的逆康普顿散射产生伽马射线，其可以出现在MeV带中，而那些能量高于$\sim100$ MeV的电子将通过内部$γγ$对产生而衰减。所有活动星系核的热康普顿化和非热康普顿化的综合辐射可以再现所观测到的宇宙背景辐射的X射线以及高达$\sim 10$ MeV的γ射线。此外，如果质子在与电子和$η_g\sim30$相同的条件下加速，我们的观测激发模型也能够解释能量低于100-300 TeV的扩散中微子通量。下一代MeV伽马射线和中微子设施可以通过搜索来自明亮的附近塞弗特星系（如NGC 4151和IC 4329 A）的信号来测试这些预期。
2019-06-04 astro-ph.HE
Weakness of X-rays and Variability in High-redshift AGNs with Super-Eddington Accretion
本文提出高密度日冕包裹的超爱丁顿吸积盘模型，解释JWST高红移宽线AGN的X射线微弱、光谱偏软及紫外/光学变率受抑现象。
2025-05-14 astro-ph.GA astro-ph.HE
Secondary photons and neutrinos from cosmic rays produced by distant blazars
遥远活动星系核（AGN）发射的宇宙线质子与视线方向的光子背景相互作用产生的次级光子和中微子，可以揭示关于星系际磁场（IGMF）、河外背景光（EBL）和宇宙射线加速机制的大量新信息。次级光子可能已经被伽马射线望远镜观测到了。我们表明，二次中微子提高发现遥远的耀变体的冰立方的前景，我们讨论的宇宙背景，磁场，和AGN模型的分歧。
2010-03-19 astro-ph.HE hep-ph
Polarization of Compton X-rays from Jets in AGN
利用蒙特卡罗模拟研究了活动星系核相对论喷流康普顿散射X射线的偏振特性。我们考虑三种情况：来自吸积盘的光子的散射、宇宙微波背景（CMB）光子的散射以及喷流内的同步加速器自康普顿化（SSC）。对于热盘光子或CMB光子的康普顿化，在接近90度的视角处获得的最大线性偏振略高于20%。该值随观看倾斜度而减小。对于SSC，最大值可超过80%。角度依赖性是复杂的，并且它随光子注入位置而变化。我们的研究表明，X射线偏振，除了多波长光谱，可以区分某些模型的发射和粒子加速相对论射流。
2009-06-11 astro-ph.HE
Statistical Analysis of the Correlation between Active Galactic Nuclei and Ultra-High Energy Cosmic Rays
本文发展了比较两组宇宙射线到达方向的统计方法，其中到达方向的二维分布被简化为一维分布，从而可以应用标准的一维Kolmogorov-Smirnov检验。然后应用它们分析了皮埃尔俄歇天文台（PAO）和明野巨空气簇射阵（AGASA）观测到的能量在$5.7\times10^{19}$ eV以上的超高能宇宙射线（UHECR）与100 Mpc范围内活动星系核（AGN）的相关性。为了进行统计检验，我们建立了一个简单的活动星系核模型，假设所有活动星系核具有相同的亮度和涂抹角，其中一定比例的观测到的UHECR来自选定距离内的活动星系核，其余部分来自各向同性背景贡献。对于PAO数据，我们的方法不仅排除了观测到的UHECR简单地各向同性分布的假设，而且排除了它们完全起源于选定活动星系核的假设。但是，通过背景贡献或大的拖尾效应加入适量的各向同性分量，可以大大改善相关性，使UHECR源的活动星系核假说成为可行的。我们还指出，活动星系核的距离限制在40-60 Mpc的范围内，恰好产生了良好的相关性，没有明显的各向同性分量和大的涂抹效应。对于AGASA的数据，我们没有发现任何显着的相关性与活动星系核。
2011-03-02 astro-ph.HE
Gamma-Rays from Non-Blazar AGN
非耀变体活动星系核（AGN）作为一种新的γ射线源出现在河外天空，并开始加深我们对AGN物理过程和性质的理解。例如，在费米-LAT能区对窄线塞弗特1星系的探测，为我们理解喷流的形成和射电响度提供了重要信息。另一方面，射电星系在高（HE）和极高（VHE）伽马射线能量下变得特别有趣。由于它们的喷流没有直接指向我们（即未对准），它们提供了一个独特的工具来探索活动星系核中基本（通常是隐藏的）物理过程的性质。这篇评论强调并讨论了近年来在伽马射线领域取得的一些观测和理论进展，包括半人马座A意外光谱硬化的证据和IC 310和M87中看到的极端短期变化。
2016-11-09 astro-ph.HE
The AT20G view of Swift/BAT selected AGN: high-frequency radio waves meet hard X-rays
我们将为期6年的雨燕/爆发警报望远镜（BAT）活动星系核（AGN）调查与南部天空的AT 20 G无线电调查进行了交叉匹配，这是最大的高频无线电调查之一。利用这些数据，我们研究了在最高无线电和X射线频率下无线电和X射线发射之间可能的相关性。我们发现了37个活动星系核具有很高的成协概率（> 80%），其中19个是本地塞弗特星系（中位红移z = 0.03）和18个耀变体。我们发现，\approx 20%的活动星系核检测到的硬X射线也明亮的无线电源在20 GHz，但无线电和硬X射线光度之间的明显相关性是完全由不同的中间红移的两个分组的活动星系核。当我们只考虑当地的Seyfert样本，我们发现没有证据表明它们的20 GHz和15-55 keV的功率之间的相关性。因此，似乎在高频率下，先前在较低频率下观察到的无线电-X连接消失了。可以通过甚长基线干涉测量法和使用核分光望远镜阵列（NuSTAR）卫星来检验在高射电和X射线频率下射电-X相关性的消失。
2013-04-04 astro-ph.HE
Radio Quiet AGNs as Possible Sources of Ultra-high Energy Cosmic Rays
活动星系核（AGN）是超高能宇宙射线（UHECR）的最广泛讨论的来源之一。皮埃尔俄歇天文台（PAO）最近的观测结果表明，~10^{18.5} eV以上的超高能电子回旋共振可能向重核方向发生成分变化。我们在这里表明，如果确实UHECR主要是重核，那么附近的无线电安静活动星系核也可以是UHECR的可行来源。我们推导出的加速网站，使UHECR加速到10^{20} eV，而不遭受损失的限制。我们表明，加速的UHECRs和高能量重核的生存是可能的，在秒差距尺度的弱喷流，通常观察到在这些对象，主要的能量损失通道是光致蜕变。在这个尺度上，预期由射流内部或射流与周围物质的相互作用产生的冲击波引起的能量耗散，这可能将粒子加速到非常高的能量。我们讨论了射电宁静活动星系核对观测到的UHECR通量的可能贡献，并表明单个天体在UHECR中所需的能量产生率可能低至~ 3*10^{39} erg/s，这小于测热光度的1%，因此在能量上是一致的。我们讨论了这个模型的后果，主要的一个是难以检测高能次级粒子（γ射线和中微子）从同一来源。
2009-12-17 astro-ph.HE
Constraints on the AGN flares as sources of ultra-high energy cosmic rays from the Fermi-LAT observations
众所周知，如果能量最高的宇宙射线（$E>10^{20}$ eV）是质子，那么它们的加速点应该具有一些极端的性质，包括巨大的光度。由于在银河系的局部（$D<200$ Mpc）邻域中没有已知具有这种性质的静止源，因此极有可能UHECR加速发生在某些瞬态事件中。在本文中，我们调查的情况下，UHECR产生的强AGN耀斑。利用7年多的Fermi-LAT观测资料，我们选择了候选耀斑，并利用喷流动力学光度与其热光度之间的相关性，估算了巨型活动星系核耀斑的局部动力学发射率：$\mathcal{L}\sim3.7\times10^{44}\mathrm{erg~Mpc^{-3}~{yr^{-1}}}$。该值比具有$E>10^{20}$ eV的CR中的发射率大约大一个数量级，因此如果UHECR逃逸谱相当硬和/或窄，则使得该方案可行。这种形状的频谱预测在目前的一些强相对论性无碰撞冲击的模型。活动星系核耀斑加速的情况也可以容纳来自观测到的超高能电子回旋共振到达分布的约束。最后，我们证明，在较重的UHECR组成的情况下，所有的约束都大大放松。
2020-04-08 astro-ph.HE
High-energy neutrinos and gamma rays from winds and tori in active galactic nuclei
本文提出活动星系核吸积盘驱动的风中质子经激波加速后通过pp和pγ过程产生中微子与伽马射线，可解释NGC 1068的TeV中微子及多波段辐射，为探测AGN风发射位置提供新途径。
2024-08-01 astro-ph.CO astro-ph.HE
Propagation of cosmic rays in plasmoids of AGN jets -- implications for multimessenger predictions
随着宇宙高能中微子的成功探测，活动星系核（AGN）的多波长光子研究进入了一个令人兴奋的新阶段。来自耀变体TXS 0506+056的可能中微子信号的第一个暗示导致了AGN可能很快被确定为高能中微子辐射的点源的预期，代表了除了公认的光子信号之外的另一个信使信号。为了理解复杂的耀斑行为在多波长，一个真正的理论理解需要发展。只有当负责不同发射的带电相对论粒子被正确地建模时，这些电磁波谱和中微子的观测才能得到充分的解释。描述宇宙射线在磁化等离子体中的传播是一个复杂的问题，只有以定量的方式分析宇宙射线的输运状态才能回答这个问题。因此，在本文中，我们提出了一个定量分析的传播制度的宇宙射线的方法，是最常用的模型的非热辐射签名耀变体，即存在的高能宇宙射线人口的相对论性等离子体团沿喷流轴。在本文中，我们表明，在所考虑的高能光子和中微子发射的能量范围内，扩散和弹道传播之间的过渡发生，显着影响不仅光谱能量分布，而且耀变体的光变曲线。
2022-02-03 astro-ph.GA astro-ph.HE physics.plasm-ph
Revisit of Correlation Analysis between Active Galactic Nuclei and Ultra-High Energy Cosmic Rays
利用Pierre Auger天文台2010年公布的69个能量为$E\ge55\,{\rm EeV}$的超高能宇宙射线（UHECR）事件和第13版Véron-Cetty和Véron AGN星表中距离为$d\le100\,{\rm Mpc}$的862个活动星系核（AGN），更新了以往对UHECR与活动星系核相关性的分析。为了使检验假设明确，我们使用简单的活动星系核源模型，其中UHECR起源于活动星系核，与分数$f_A$，并从各向同性背景。我们把所有的活动星系核作为UHECR的平等来源，并引入涂抹角$θ_s$纳入干预磁场的影响。我们比较了通过PAO观测到的到达方向分布和通过相关角距离分布（CADD）方法从模型中预期的到达方向分布。CADD方法排除了小拖尾角的活动星系核优势模型（$f_A\gtrsim0.7$和$θ_s\lesssim6^\circ$）。关于各向同性，CADD表明PAO数据的分布与各向同性略有一致。最佳拟合模型位于活动星系核分数$f_A=0.4$和中等涂抹角$θ_s=10^\circ$附近。对于基准值$f_A=0.7$，在相当大的涂抹角$θ_{\rm s}=46^\circ$处获得CADD的最佳概率。我们的研究结果意味着，整个活动星系核是可行的来源UHECR，无论是一个可观的量的额外的各向同性背景或大的涂抹效应是必需的。因此，我们尝试对活动星系核的距离范围进行分组以缩小超高…
2013-05-07 astro-ph.HE
The BAT AGN Spectroscopic Survey -- XVIII. Searching for Supermassive Black Hole Binaries in the X-rays
理论预测，一个超大质量黑洞双星（SMBHB）可以被观测到作为一个发光的活动星系核（AGN），其轨道时间尺度的顺序周期性变化。在X射线中，周期性变化可能是由包括相对论多普勒增强和冲击在内的机制引起的。在这里，我们提出了第一个系统的搜索周期活动星系核使用$941$硬X射线光变曲线（14-195千电子伏）从第一个105个月的斯威夫特爆发警报望远镜（BAT）调查（2004-2013年）。我们没有在Swift-BAT中发现周期性活动星系核的证据，包括先前报道的SMBHB候选者MCG+11 $-$ 11 $-$ 032。我们发现，零检测是一致的组合的上限二进制人口在活动星系核在我们所采用的模型，其预期的周期性变化幅度，和BAT调查的特点。我们还调查了SMBHB对正常活动星系核的X射线变化的eROSITA调查的背景下，可探测性。在我们假设双星总体和它们产生的周期信号具有数百天的长周期的条件下，在理想的均匀采样下，可将高达$13$ %的真周期双星与正常变星活动星系核鲁棒地区分开来。然而，我们表明，现实eROSITA采样可能是不敏感的长周期的二进制文件，因为较长的观测间隙降低其可检测性。相比之下，大的观测差距并没有减少检测短，几天周期的双星的前景，因为19%可以成功恢复，其中绝大多数可以在调查的前半部分确定。
2020-05-22 astro-ph.HE
Modeling Cosmic Rays at AGN Jet-Driven Shock Fronts
本研究通过FIRE-2模型的高分辨率MHD模拟，探讨了AGN喷流中宇宙线在不同位置注入对抑制冷却流和恒星形成的影响，发现在喷流驱动激波前沿注入宇宙线并配合特定进动周期能最有效地抑制冷却流。
2025-02-02 astro-ph.GA astro-ph.HE
Missing Gamma-Rays from kpc-scale AGN Jets: A Test of the IC/CMB Model
在强大的类星体喷流中，X射线发射的物理起源一直是一个长期存在的谜团。虽然这些喷流在亚pc尺度上开始时是高度相对论性的流动，但我们没有任何直接测量它们在kpc尺度上的速度，在kpc尺度上，距离核心的巨大距离需要原位粒子加速。如果喷流在kpc尺度上保持高度相对论性，那么X射线可能是由于CMB光子的逆康普顿上散射。然而，IC/CMB的解释预测了高水平的伽马射线发射，这应该是费米/LAT检测。我们已经搜索并排除了这种发射在一个高水平的显着性为众所周知的源3C 273和PKS 0637-752，这表明X射线是同步加速器，虽然未知的来源。费米最近的这些结果也表明，在强大的类星体中，kpc尺度的喷流比IC/CMB模型假设的要慢得多。我将讨论这些发现对强大类星体的能量和辐射输出的惊人影响，以及它们对环境的影响。
2015-03-02 astro-ph.HE
Estimating black hole masses in obscured AGN using X-rays
确定活动星系核中的黑洞质量对于确定活动星系核的中心引擎的基本特征以及揭示活动星系核的生长和与宿主星系的共同演化具有重要意义。虽然黑洞质量（MBH）可以在明亮的第1类活动星系核中用动力学方法进行鲁棒测量，在那里可以直接观察到可变的初级发射和宽线区（BLR），但对于绝大多数严重遮蔽的第2类活动星系核来说，直接测量即使不是不可能的，也是相当具有挑战性的。在这项工作中，我们测试了有效性的X射线为基础的缩放方法来限制MBH在严重吸收AGN。为此，我们利用了一个样本的2型活动星系核与高质量的硬X射线数据获得的nuSTAR卫星和MBH动态约束的超脉泽测量。我们的研究结果表明，当X射线宽带光谱与物理动机的自洽模型，适当考虑吸收，散射和发射线的贡献，从假定的环面和约束的主要X射线发射，然后X射线标度方法产生MBH值是一致的，确定从兆脉泽测量在各自的不确定性。因此，用这种方法，我们可以系统地确定任何2型活动星系核中的MBH，只要它们拥有高质量的X射线数据，并以中等到高的速率吸积。
2021-01-19 astro-ph.GA astro-ph.HE
Contribution of Cosmic Rays from Sources with a Monoenergetic Proton Spectrum to the Extragalactic Diffuse Gamma-Ray Emission
讨论了对地面阵列记录的粒子通量有微小贡献的超高能（E > 4 × 10^19 eV）宇宙射线的河外源。我们表明，从这样的源的宇宙射线可以产生一个显着的扩散伽马射线通量在星系际空间相比，费米LAT（机载费米空间天文台）获得的数据。一种可能的类型的活动星系核（AGN），其中宇宙射线质子可以被加速到1021 eV的能量被认为是这样的源的说明。我们的结论是，来自活动星系核的超高能宇宙射线对河外弥漫伽马射线辐射有重要贡献。此外，一个约束的分数正在考虑中的活动星系相对于BL Lac对象和射电星系已获得从比较与费米LAT数据。
2018-12-30 astro-ph.HE
High-energy neutrino production from photo-hadronic interactions of gamma rays from Active Galactic Nuclei at source
最近的天文观测表明，活动星系核（AGN）是高能辐射源。例如，费米-LAT和赫斯望远镜已经探测到了几种活动星系核核心的伽马射线辐射。此外，皮埃尔·俄歇天文台还发现了超高能宇宙射线事件与活动星系核（如半人马座A）位置的相关性。这样，根据粒子物理学，宇宙射线和伽马射线与周围物质和辐射源的相互作用应该会产生高能中微子流。在这项工作中，从活动星系核的伽马辐射与源的气体和尘埃的相互作用所产生的扩散中微子通量的估计将被提交。
2013-08-14 astro-ph.HE
Implications of pc and kpc jet asymmetry to the cosmic ray acceleration
我们探讨了相对论外流和千秒差距尺度喷流之间的方向不对称性在宇宙射线加速中的作用。为此，我们使用两个强大的，附近的活动星系核（AGN）。与通常的活动星系核相比，这些射电星系是非典型的，因为它们包含环状特征而不是热点。我们的VLBI无线电数据揭示了它们的小型和大型喷流之间的实质性偏差。考虑到我们已经获得的关于活动星系核本身（VLA和VLBI射电数据在18厘米）和他们的集群（X射线观测）的整体信息，我们的研究支持目前的想法，强大的射电galvanies（无线电安静和无线电大声）的宇宙射线的来源，以及他们的能力accelerarate后者超高能量。
2012-09-04 astro-ph.CO astro-ph.HE hep-ph
Search for high-energy neutrino emission from hard X-ray AGN with IceCube
本研究利用12年IceCube数据，对来自BASS样本的硬X射线AGN进行高能中微子发射的叠加搜寻与点源搜寻，验证了AGN作为高能中微子源的潜力。
2023-07-28 astro-ph.HE
A multi-wavelength view of Active Galactic Nuclei with an emphasis on gamma-rays
活动星系核（AGN）是一个重要的天文辐射源，它的电磁辐射覆盖整个电磁波谱，不同的波段为研究不同的子结构及其相关物理提供了独特的窗口。活动星系核有许多类型，但只是部分与内在差异有关。我在这里强调最重要的活动星系核类，即喷射和非喷射，辐射效率和效率低下，面对和边缘上，由不同的波段选择的源类型与最重要的选择效果和偏见，以及基本的排放过程，强调伽马射线带。最后，我将介绍活动星系核研究中的一些开放性问题，以及主要的新天文设施，这些设施将为我们提供解决这些问题的新数据。
2023-02-24 astro-ph.GA astro-ph.HE
Separating the spectral counterparts in NGC 1275/Perseus cluster in X-rays
本文提出一种不依赖光谱拟合、利用空间分辨率和双重背景扣除的方法，从Suzaku/XIS观测中分离NGC 1275活动星系核与英仙座星系团的X射线光谱，并成功获得活动星系核的干净光谱和光变曲线。
2023-12-02 astro-ph.CO astro-ph.HE
A Bayesian analysis of the 69 highest energy cosmic rays detected by the Pierre Auger Observatory
超高能宇宙射线（UHECR）的起源仍然是一个悬而未决的问题。已经进行了几次尝试，以交叉相关的UHECR的到达方向与目录的潜在来源，但没有明确的结论已经达成。我们报告的贝叶斯分析的69个事件从皮埃尔俄歇天文台（PAO），其目的是确定的部分UHECR起源于已知的活动星系核的Veron-Cety & Veron（VCV）目录，以及活动星系核检测的雨燕爆发警报望远镜（Swift-BAT），星系从2 MASS红移巡天（2 MRS），和额外的体积有限的样本17个附近的活动星系核。这项研究利用了一个多层次的贝叶斯模型的UHECR注入，传播和检测。我们发现，对于先验参数的合理范围，贝叶斯因子不支持纯各向同性模型。对于模型参数的置信值，我们报告了VCV、Swift-BAT和2 MRS星表以及17个活动星系核样本的68%可信区间，分别为0.09+0.05-0.04、0.25+0.09-0.08、0.24+0.12-0.10和0.08+0.04-0.03。
2016-01-11 astro-ph.HE
X-rays Mark the Spot: The Effects of Reduced Metallicity on X-ray AGN Obscuration at High Redshift
University of Maryland（马里兰大学）；Joint Space-Science Institute（联合空间科学研究所）
研究低金属丰度对高红移遮蔽AGN的X射线辐射影响，通过蒙特卡洛模拟发现低金属丰度可显著增加光子逃逸，提高探测可能性。
2026-06-25 astro-ph.HE
Possible correlation between unabsorbed hard X-rays and neutrinos in radio-loud and radio-quiet AGN
研究通过比较耀变体与四个赛弗特星系的中微子和硬X射线流量比，提出二者可能共享黑洞附近γ射线遮蔽区中的中微子产生机制，且该机制未必依赖强喷流。
2024-10-28 astro-ph.HE
Constraining the baryon loading factor of AGN jets: implication from the gamma-ray emission of the Coma cluster
高能宇宙射线可以在活动星系核（AGN）的相对论喷流中被加速，而活动星系核是由超大质量黑洞提供能量的。从吸积黑洞到相对论性CR重子的重子装载效率目前还没有得到很好的观测约束。由于活动星系核喷注注入的重子被完全限制在星系团中，并通过强子过程与团内介质充分相互作用，产生弥散的$γ$射线，因此我们认为星系团的$γ$射线辐射可以用来研究活动星系核喷注的重子装载因子.我们研究了CR在星系团中的传播，计算了AGN不同注入率下的γ射线在星系团中的径向分布。通过与$Fermi$ -LAT和VERITAS测量的后发座星系团的$γ$射线通量和上限值的比较，我们发现平均重子装载因子{（定义为引力能转化为相对论粒子的效率）}的上限为$η_{p, \mathrm{grav}} < 0.1$ .上限是远远低于所需的帐户在传统的耀变体模型中的扩散中微子通量。
2022-01-24 astro-ph.HE
Bottom-up Acceleration of Ultra-High-Energy Cosmic Rays in the Jets of Active Galactic Nuclei
有人提出，通过对超新星遗迹中产生的低能宇宙射线的一次再加速，可以在活动星系核的相对论喷流中产生高达$10^{20}$ eV的超高能宇宙射线（$\textit{espresso}$机制）。我们测试这一理论的传播粒子在现实的3D磁流体动力学模拟超相对论性射流，并发现约$10\%$的CR进入射流至少提高了$\simΓ^2$的能量的一个因素，其中$Γ$是射流的有效洛伦兹因子，与分析预期一致。此外，约$0.1\%$的CR经历两次或更多次注射，并实现远远超过$Γ^2$的增强。粒子通常被加速到Hillas极限，这表明即使在具有中等洛伦兹因子的活动星系核喷流中，$\textit{espresso}$机制也可能促进类银河CRs到UHECR，而不仅仅是在强大的耀变体中。最后，我们发现，在射流和茧中的环形磁场的符号控制的角分布的再加速粒子，导致UHECR发射，可能是准各向同性的或沿射流轴波束。这些发现有力地支持了活动星系核喷流中的$\textit{espresso}$加速度可以解释俄歇和望远镜阵列测量的UHECR光谱、化学成分和到达方向的观点。
2019-12-28 astro-ph.HE hep-ph
A correlation between the highest energy cosmic rays and nearby active galactic nuclei detected by Fermi
为了探讨超高能宇宙射线（UHECR）的起源，分析了费米大天区望远镜第一源星表（1FGL）和第一LAT活动星系核（AGN）星表（1 LAC）中γ射线源的位置与皮埃尔俄歇天文台观测到的UHECR到达方向的相关性。我们发现，在1FGL中确定的银河系源和耀变体与UHECR没有显着的相关性，而1 LAC源在~2.4度角尺度上显示出轻微的相关性（2.6 sigma水平）。当只选取距离小于200 Mpc的1 LAC活动星系核时，我们发现它们的位置与UHECR的方向在~17度角尺度上有很强的关联（5.4 σ），观测到的组态是由各向同性的宇宙射线通量引起的概率为5 × 10 ^{-8}。在6.5度尺度上，与附近的1 LAC源也有5 σ相关性。我们确定了7个与17度以内的超高能回旋共振有关的活动星系核，它们可能是超高能回旋共振产生地的候选者：半人马座A、NGC 4945、ESO 323-G77、4C+04.77、NGC 1218、RX J0008.0+1450和NGC 253。我们解释这些结果提供了额外的支持，在附近的河外天体的UHECRs的起源的假设。由于相关性的角度尺度很大，我们讨论了干预磁场可能会大大偏转粒子的轨道到地球的可能性。
2010-07-29 astro-ph.CO astro-ph.HE
Particle acceleration by turbulent-driven magnetic reconnection and the production of gamma-rays and neutrinos in AGNs
本文回顾了3D湍流磁重联如何高效驱动粒子加速至极高能量，并探讨其在AGN喷流和吸积盘中解释伽马射线与中微子发射的潜力。
2025-04-04 astro-ph.HE
Lessons learnt from INTEGRAL AGN
INTEGRAL任务为研究活动星系核的硬X射线性质提供了大量的数据，并允许测试活动星系核的统一方案。本文根据对199个活动星系核的分析，给出了一些结果.塞弗特类型之间的差异被检测到在稍微平坦的光谱与更高的截止能量和较低的光度为更多的吸收/2型活动星系核。当应用康普顿反射模型时，下面的连续体（光子指数1.95）在塞弗特1和2中看起来是相同的，并且在两种情况下反射强度都是R=1，只有倾角不同。在这个意义上可以看出，塞弗特1在硬X射线中的平均亮度是塞弗特2星系的两倍。塞弗特星系的统一模型似乎成立，在硬X射线中显示，在不同的倾角和吸收下，塞弗特1号和2号星系的中央引擎是相同的。根据我们的知识AGN从积分数据，我们简要概述了开放的问题和调查，以回答他们。在这种情况下，超深（>= 12 Ms）河外磁场可能是INTEGRAL任务在活动星系核研究领域的真正遗产。
2010-01-25 astro-ph.CO astro-ph.HE
Crepuscular Rays from the Highly Inclined Active Galactic Nucleus in IC 5063
在地球接近日落时，太阳可能会投射出“曙暮光”，这样地平线附近的云层就模糊了明亮光线中散射光的来源。原则上，活动星系核应该能够产生类似的效应。利用新的哈勃太空望远镜（HST）的近红外和光学观测，我们表明，活动星系IC 5063包含广泛的径向射线延伸到$\gtrsim$ 11千秒差距的核心。我们认为，明亮的光线可能来自尘埃散射的连续辐射从活跃的核，而黑暗的光线是由于阴影附近的核，可能是一个扭曲的环面。我们还考虑了扩展光的其他活动星系核相关和恒星起源。
2020-10-07 astro-ph.GA astro-ph.HE
The Man Behind the Curtain: X-rays Drive the UV through NIR Variability in the 2013 AGN Outburst in NGC 2617
在超新星全天空自动巡天（ASAS-SN）发现NGC 2617内部区域显着变亮后，我们开始了从X射线到近红外（NIR）波长的约70天光度和光谱监测活动。我们报告说，NGC 2617经历了一个戏剧性的爆发，在此期间，它的X射线通量增加了一个数量级以上，其次是增加了近一个数量级的光学/紫外（UV）连续通量。NGC 2617在2003年被归类为塞弗特1.8星系，现在是塞弗特1星系，因为它出现了宽的光学发射线和连续的蓝色凸起。这种“变化的外观活动星系核（AGN）”是罕见的，并为我们提供了关于AGN物理学的重要见解。根据H β谱线宽度和半径-光度关系，我们估计中心黑洞的质量为（4 +/- 1）× 10^7 M_sun.当我们交叉关联光变曲线时，我们发现圆盘发射滞后于X射线，随着我们从UV（2-3天）到NIR（6-9天）的移动，滞后变得更长。此外，NIR比UV在时间上更平滑。这在很大程度上可以用一个简单的模型来解释，即在一个由观测到的可变X射线通量照射的估计质量的黑洞周围有一个热发射薄盘。
2014-06-26 astro-ph.CO astro-ph.HE
Revisiting Propagation Delays of Ultra-High-Energy Cosmic Rays from Long-lived Sources
本文重新研究超高能宇宙线在河外传播中的时间延迟，发现其可与AGN活动周期相当甚至更长，从而削弱源关联，并探讨其对化学组成和河外磁场约束的意义。
2025-06-15 astro-ph.HE
Solving the multi-messenger puzzle of the AGN-starburst composite galaxy NGC 1068
多波长观测表明，一些星暴星系显示出来自其中心区域的主要非热贡献。这些活动星系核（AGN）-星暴复合物特别令人感兴趣，因为这两种现象本身就是高能宇宙射线和相关伽马射线和中微子发射的潜在来源。在这项工作中，一个均匀的，稳态的两区多信使模型的非热辐射的活动星系核日冕以及环核星爆区域的开发和随后应用的情况下，NGC 1068，最近显示出一些第一次的迹象，高能量中微子发射。在这里，我们表明，整个频谱的多信使数据-从无线电到伽马射线，包括中微子约束-可以很好地描述，如果两者，星爆和活动星系核日冕，都考虑在内。仅使用单个发射区域是不够的。
2022-11-03 astro-ph.HE
Ultra high energy cosmic rays: subluminal and superluminal shocks
用扩散激波加速解释超新星遗迹、活动星系核喷流、伽马射线暴和各种大尺度宇宙结构中的非热粒子加速。在特定的天体物理情况下，通过这种机制获得最高观测粒子能量的重要性是一个反复出现的主题。本文讨论了相对论激波中的激波加速问题，主要集中于对质子加速效率的数值研究，着重讨论了散射模型、体洛伦兹因子和磁场与激波流之间的夹角对加速效率的影响。我们在研究不同激波助推因子的基础上发展了一个扩散宇宙线模型，结果表明活动星系核的能谱与目前观测到的5.7 × 10^10 GeV以上的超高能宇宙射线的符合程度要比伽玛暴好得多，这表明活动星系核是解释超高能宇宙射线辐射通量的主要候选者。最近的费米观测GRB 090816 c表明非常平坦的光谱，这是我们的模型预测和支持的证据，伽玛射线暴粒子谱可以是平坦的，当冲击洛伦兹因子的顺序~1000。
2009-05-27 astro-ph.HE
Supermassive Black Holes in X-rays: From Standard Accretion to Extreme Transients
本文综述了通过X射线观测研究超大质量黑洞的标准吸积与极端瞬变现象，涵盖AGN、TDEs、CLAGN和QPEs，并展望未来巡天将革新对黑洞增长的理解。
2025-03-28 astro-ph.GA 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
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
Gamma rays from extragalactic astrophysical sources
目前有几类探测到的河外伽马射线源。它们大多与活动星系核（AGN）和（在软伽马射线下）伽马射线暴（GRB）有关，但不仅如此。活动星系核是由星系所容纳的吸积超大质量黑洞组成的，在某些情况下，星系呈现出强大的相对论性喷流活动。这些源，已经在伽马射线中研究了几十年，可能是最具活力的天体物理对象，它们的外观在很大程度上取决于它们的喷流是否指向我们。伽马射线暴被认为与宇宙学距离上的恒星质量物体的坍缩或合并有关，它也在吸积高度相对论性喷流源，这些喷流源在高能量下强烈发光。这些事件持续时间很短，但它们也是最明亮的。最近，恒星形成星系也被证明是伽马射线发射体。另一方面，星系团还没有被探测到超过X射线。这些是宇宙中已知的最大结构;在它们通过吸积和合并形成的过程中，会产生冲击和湍流，这可能导致伽马射线的产生。在这项工作中，活动星系核的伽玛射线物理的简要介绍，以及星暴星系，伽玛暴和星系团。之后，我们考虑了一些特殊的情况下，在非耀变体AGN喷流与他们的介质在不同的尺度上相互作用的伽马射线生产。
2011-09-08 astro-ph.HE
Acceleration of Ultra-High Energy Cosmic Rays in the Colliding Shells of Blazars and GRBs: Constraints from the Fermi Gamma ray Space Telescope
费米伽马射线空间望远镜测量的光谱，变化的时间尺度，最大光子能量给出了较低的限制，明显的喷流功率，并通过伽马射线不透明度参数，大量的相对论性喷流的洛伦兹因子。在费米加速的情况下，宇宙射线粒子的最大能量受到这两个量的限制。最近的数据被用来约束宇宙射线质子和铁核加速碰撞壳的伽玛暴和耀变体的最大能量。费米结果表明，在活动星系核中，Fe比质子更可能被加速到超高能，而强伽玛暴可以将质子和Fe都加速到>~ 10^{20} eV。从第一个费米AGN星表中估算了射电星系和耀变体的非热辐射，并表明BLLac天体和FR 1射电星系比平谱射电类星体、FR 2射电星系和长持续时间GRB更适合作为UHECR的来源。
2010-09-27 astro-ph.HE hep-ph
