Bounds on the origin of extragalactic ultrahigh energy cosmic rays from the IceCube neutrino observations
我们研究了能量范围从$10^{6}$ GeV到$10^{10}$ GeV的IceCube观测对河外高能宇宙射线起源的一般意义，假设高能中微子是由河外宇宙中质子的光生产生的。冰立方观测到的PeV能量中微子通量给出了它们源中质子的光介子产生光学深度和河外宇宙射线质子分量强度的强界。中微子通量意味着河外宇宙射线源的光学深度应该大于$\sim 0.01$，并且对观测到的10 PeV的大量宇宙射线的贡献超过百分之几。如果来自这些河外源的宇宙射线的光谱远远超过1 EeV，中微子通量表明河外宇宙射线在1 EeV及以上的观测到的总宇宙射线通量中占主导地位，有利于宇宙射线的倾斜跃迁模型。在这种情况下，宇宙射线源也需要是有效的中微子发射器，光学厚度接近1。最高能量的宇宙射线（$\sim 10^{11}$ GeV）源不应该随着红移而强烈演化，以解释冰立方的观测结果，这表明任何涉及遥远的强大天体的宇宙射线辐射场景都是强烈不受欢迎的。这些考虑的结论是，没有一个已知的河外天体可以同时是PeV和trans-EeV能量宇宙射线的来源。我们还讨论了宇宙线在磁化星系际空间中的传播对观测到的宇宙线总通量与中微子通量之间的联系的可能影响。
2014-12-17 astro-ph.HE
Newly-born pulsars as sources of ultrahigh energy cosmic rays
新生的中子星提供了注入重核的有利场所，并使它们进一步加速到高能。一旦在脉冲星风中加速，原子核就必须从周围的超新星包层中逃逸。我们研究这种逃逸分析和数值，并讨论脉冲星源的情况下，最新的高能宇宙线（UHECR）的数据。我们的计算表明，在早期，当质子可以被加速到能量E>10^20 eV时，年轻的超新星壳层往往会阻止它们逃逸。相比之下，由于它们的电荷更高，铁峰核在稍后的时间仍然被加速到最高观测能量，当包层变得足够薄以允许它们逃逸时。超高能铁原子核可以从新诞生的具有毫秒周期和偶极磁场为~10^（12-13）G的超新星中逃逸出来。由于次级核子的产生，包线交叉导致了在几个EeV处从轻元素到重元素的成分转变，正如俄歇天文台所观察到的那样。逃逸还导致比最初经由单极感应注入的光谱斜率更软的光谱斜率，这允许与观察到的UHECR光谱良好拟合。我们的结论是，在一个合理的小部分（< 0.01%）的河外旋转动力的年轻恒星中，铁峰元素的加速将令人满意地再现当前的UHECR数据。这种情况下可能的签名进行了讨论。
2012-01-25 astro-ph.HE
Unmasking the ultrahigh-energy cosmic ray origin
在10^{9.6} GeV（脚踝）附近，超高能宇宙射线谱的斜率急剧变化，加上脚踝附近和下面的轻但河外成分演变为中间/重成分的证据，已经证明理论上非常难以理解。最近，我们引入了一个非常通用的模型，其中，对于一系列源条件，加速器周围区域的超高能核的光致衰变自然地解释了观测到的光谱和整个河外成分的组成，其中占主导地位的约10^{8.5} GeV。在这篇文章中，我们回顾了模型的一般性，并表明星暴星系提供了一个令人信服的源例子。
2017-07-28 astro-ph.HE
Anisotropies of ultrahigh-energy cosmic rays in a scenario with nearby sources
由于银河系和河外磁场的影响，超高能宇宙线源的图像以一种与能量相关的方式发生扭曲。这些偏转也会影响观测到的宇宙射线谱，特别是当源是瞬态的时候。我们研究的情况下，一个或几个附近的河外源，如CenA或M81/M82，提供了占主导地位的贡献，以上的脚踝的宇宙射线流量的频谱。我们讨论的角色散引起的湍流河外磁场的影响，和相干偏转所造成的规则的银河系磁场，与相关的多重成像的来源。我们认为，这些来源的可能贡献的偶极分布发现的皮埃尔俄歇天文台以上8 EeV，以及暗示的热点观测皮埃尔俄歇和望远镜阵列天文台在更高的能量，考虑到混合性质的宇宙射线成分。
2022-02-07 astro-ph.HE
Observable spectral and angular distributions of $γ$-rays from extragalactic ultrahigh energy cosmic ray accelerators: the case of extreme TeV blazars
来自河外宇宙射线源的超高能质子和原子核引发了星系间的电磁级联，导致在GeV-TeV能量域中可观测到的$γ$射线通量。这种强子性质的级联$γ$射线的总光谱比通常预期的耀变体的光谱要硬得多。一些被称为“极端TeV耀变体”的源的光谱可以很好地用这个“星系际强子级联模型”（IHCM）来描述。我们计算了可观测到的点状谱的形状，以及观测到的$γ$射线的角分布，首次考虑到初级质子偏转的影响，在细丝和星系团的河外磁场假设Dolag等人（2005）的模型。我们目前的宽度估计的可观察到的$γ$射线角分布来自简单的几何考虑。我们还采用了混合代码来计算可观测的光谱和角分布的$γ$射线。在多TeV能量下可观察到的点状光谱比在所有可观察角度值上平均的光谱要软得多。在IHCM的框架内，极端TeV耀变体的可观测光谱中存在高能截止，这将大大促进未来对新物理过程的研究，这些过程将增强宇宙中$γ$射线的明显透明度（例如，$γ\rightarrow ALP$振荡）。可观测角分布的宽度大于或相当于下一代$γ$射线望远镜的点扩散函数的范围。
2021-05-21 astro-ph.HE
Arrival Directions of Ultrahigh Energy Showers Arrival Directions of Ultrahigh Energy Showers
利用世界台阵资料，分析了高能广泛空气簇射（EAS）的到达方向。结果表明，雅库茨克和俄歇资料的高能EAS到达方向与银河系本旋臂猎户座的角速度有一定的相关性。利用雅库茨克阵列数据发现傅里叶列的一阶谐波幅值较大。讨论了宇宙射线的起源问题。
2011-07-21 astro-ph.HE
Modeling the spectrum and composition of ultrahigh-energy cosmic rays with two populations of extragalactic sources
我们拟合了皮埃尔俄歇天文台在能量$E\gtrsim5\cdot10^{18}$ eV处的超高能宇宙射线（UHECR，$E\gtrsim0.1$ EeV）光谱和成分数据，即，使用两个天体物理学来源的群体。一个人口，加速质子为主（$^1$ H），延伸到最高观察到的能量，最大能量接近GZK截止和费米加速模型附近的注入光谱指数;而另一个人口加速轻到重核（$^4$ He，$^{14}$ N，$^{28}$ Si，$^{56}$ Fe）具有相对较低的刚性截止和硬注入光谱。当我们从一个人口模型到两个人口模型时，注意到组合拟合的显著改善。对于后者，我们限制在3.5 $σ$统计意义内的最高能量仓的最大允许质子分数。在单种群模型中，低光度的伽马射线暴与最佳拟合演化参数相匹配。在双粒子群模型中，活动星系核与质子源的最佳红移演化参数一致，而潮汐扰动事件可能是发射重核的原因。我们还计算了预期的宇宙成因中微子通量在这样一个混合源人口的情况下，并讨论了可能性，以检测这些中微子即将到来的探测器揭示的UHECR的来源。
2021-01-14 astro-ph.HE
Origin of the ankle in the ultra-high energy cosmic ray spectrum and of the extragalactic protons below it
高能宇宙线（UHECR）光谱在10^18.6 eV（脚踝）附近斜率的急剧变化，加上脚踝附近和下方的轻但河外成分以及脚踝上方的中间成分的证据，已经证明在理论上理解极具挑战性，没有微调。我们提出了一个机制，即光衰变的超高能电子回旋共振加速器周围的区域的原子核占在地球上观察到的光谱和推断的组成。在合适的源条件下，该模型再现了整个河外宇宙线能量范围（即10^17.5 eV以上）的光谱和成分。对由此产生的中微子的光谱和味的预测也被提出。
2015-11-04 astro-ph.HE
Disappointing model for ultrahigh-energy cosmic rays
俄歇天文台的观测数据表明，在（1 - 3）EeV处，超高能宇宙射线谱的化学成分以质子为主，随着能量的增加，其化学成分逐渐变重。为了解释这一特征，我们假设（1 - 3）EeV的质子是河外质子，并推导出它们的最大加速能量E_p^{max} \simeq 4 EeV，这与光谱和组成都是一致的。我们还假设了重核的刚性相关加速机制E_A^{max} = Z x E_p^{max}。该模型有相当令人失望的结果：i）没有π光子的CMB光子在河外空间的光生，因此ii）没有高能量宇宙成因中微子流量; iii）没有GZK截止的频谱; iv）没有相关性，由于核偏转在银河系磁场的最高能量附近的源。
2011-05-05 astro-ph.HE
Ultrahigh-energy Gamma-Ray Radiation from the Crab Pulsar Wind Nebula
蟹状星云的高能伽马射线辐射是来自轻子过程还是强子过程一直存在争议。本文分别用轻子模型和轻子-强子混合模型研究了蟹状星云脉冲星风的多波段非热辐射。然后利用马尔可夫链蒙特卡罗（MCMC）抽样技术和抽样迹法，根据近期观测结果研究了模型参数的稳定性和合理性，得到了参数的最佳拟合值。最后，我们计算了蟹状星云中电子和质子产生的不同辐射分量。模拟结果表明，单带的纯轻子起源模型可以部分地符合部分实验数据（包括LHAASO报道的$\rm PeV$ γ射线辐射和从射电到甚高能γ射线波段的其他辐射），强子相互作用的贡献几乎不受约束.然而，我们发现强子过程也可能有贡献，特别是在能量范围超过$\rm PeV$。此外，可以推断，未来可能会观测到来自蟹状星云的更高能量信号。
2022-01-11 astro-ph.HE
The SUrvey for Pulsars and Extragalactic Radio Bursts V: Recent Discoveries and Full Timing Solutions
脉冲星和河外射电暴的调查从2014年4月持续到2019年8月，覆盖了南半球中高银河系纬度的大部分地区，由帕克斯射电望远镜上的20厘米多波束接收器拍摄的9分钟点组成。截至2017年9月21日的数据已经使用标准傅立叶技术，单脉冲搜索和快速折叠算法搜索进行了搜索。我们提出了19个新发现，使该计划中的发现总数达到27个，我们报告了在帕克斯对其中26个脉冲星进行后续定时观测的结果，包括毫秒脉冲星PSR J1421-4409;微弱，高度调制的慢脉冲星PSR J1646-1910;和零脉冲星PSR J1337-4441。我们提出了新的定时解决方案，23颗星，我们报告的通量密度，调制指数，和偏振特性。
2020-06-24 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
Cosmic ray anisotropies from transient extragalactic sources
我们研究了高能宇宙线瞬变源的光谱和各向异性，并考虑了它们在河外湍流磁场中传播的影响。我们考虑爆发源或源发射，因为一个给定的初始时间。我们详细分析了扩散和准直线制度之间的过渡，描述了一些新的功能，可能存在的
2021-01-05 astro-ph.HE
What have we learned about the sources of ultrahigh-energy cosmic rays via neutrino astronomy?
冰立方天文台对TeV-PeV能量宇宙中微子的观测表明，河外宇宙射线源的光学深度应大于$\sim$ 0.01，并对观测到的10 PeV宇宙射线的贡献率超过10%。如果来自这些河外源的宇宙射线的光谱远远超过1 EeV，中微子通量表明河外宇宙射线质子在1 EeV的总宇宙射线通量中占主导地位。在已知的强大天体中，包括伽玛射线暴（GRB），只有平谱射电类星体（勉强）满足这些条件。另一方面，对能量远超过PeV的中微子的零检测排除了射电大声活动星系核（AGN）和/或伽玛暴（GRB）的可能性，这些在文献中讨论的流行的源候选者是最高能量宇宙射线（$\sim100 {\rm EeV}$）的起源，如果它们主要由质子组成。它们的起源必须是在与恒星形成速率相当或更慢的时间尺度上演化的物体。这些考虑表明，没有一个已知的河外天体可以同时是PeV和trans-EeV能量的宇宙射线源。由于严格限制EeV能量中微子通量，AGN和新生脉冲星模型的参数空间的一个重要部分开始显得不利，即使是在最高能量的混合和重宇宙射线成分的情况下。
2016-12-15 astro-ph.HE
Search Sources of Cosmic Rays Ultrahigh Energy
利用雅库茨克、AGASA和P.Auger资料，研究了高能广泛空气簇射（EAS）的到达方向。由雅库茨克资料发现，具有亏损μ子的EAS的到达方向不是各向同性的。大部分的EAS形成双峰，最大值出现在星系的反中心。结果表明，雅库茨克、AGASA、俄歇等资料的某些EAS与大气环流有一定的相关性.这些卫星位于银河猎户座的输入和输出本地臂附近。大多数恒星的自转周期都很短。讨论了宇宙线的起源问题。
2010-07-21 astro-ph.GA astro-ph.HE
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
Newly born extragalactic millisecond pulsars as efficient emitters of PeV neutrinos
在2010 - 2017年期间，在冰立方实验中检测到的宇宙起源PeV中微子的扩散通量的来源仍然不明。一个人口的河外新生的快速自旋中微子作为可能的候选人产生PeV的能量标度的中微子进行了调查。采用两步粒子加速机制将恒星旋转产生的能量传递给高能电子。电子可能会被提升到$\approx 0.01$ EeV能量或更高，当这些电子与加速区中的低能正电子和软辐射相互作用时，会产生超高能（UHE）中微子和伽马射线。理论推导的河外扩散μ介子中微子通量在能量范围[1-10] PeV被发现符合冰立方水平，如果只有一小部分（$η_{k} \approx 0.31\%$）的总辐射光度的恒星转移到能源PeV中微子。利用上述宇宙线电子载荷参数$η_{k}$的值，可以从该模型预测来自软辐射场中的UHE电子的逆康普顿散射的漫射伽马射线通量。
2021-11-08 astro-ph.HE
Extragalactic cosmic rays
本文回顾了超高能宇宙线物理的研究现状，在介绍了主要的实验结果和可能的解释之后，讨论了超高能宇宙线源的观测和理论限制。我还简要地评论了磁场的作用。结合这些限制，我认为，明亮的和众多的活动星系核类型的FR-I和塞弗特星系，或者超新星，是最有前途的UHECR源。最后，在结束之前，我简要介绍了会议上提出的几个模型。
2022-01-12 astro-ph.HE
Ultrahigh-energy cosmic-ray signature in GRB 221009A
Swift-BAT和Fermi-GBM望远镜迄今为止探测到的最明亮的长伽马射线暴GRB~ 221009 A为了解极端瞬态现象中的高能过程提供了前所未有的机会。我们发现，传统的轻子模型，同步加速器和同步加速器自康普顿，从这个源的余辉发射有困难解释观测的$\gtrsim 10$ TeV $γ$射线，由LHAASO探测器，并扩展到18 TeV的能量。我们模型的$γ$射线谱估计的能量范围为0.1-1 GeV的费米-LAT探测器。我们的轻子模型预测的流量是严重衰减的$> 1$ TeV由于$γγ$对生产与河外背景光，因此需要一个额外的组件在$\gtrsim 10$ TeV。超高能宇宙射线在伽玛暴冲击波中被加速，其传播在河外介质中引起电磁级联。该通量的视线分量可以解释LHAASO检测到的$\gtrsim 10$ TeV的发射，需要超高能宇宙射线中GRB爆炸波能量的一小部分。这可能是伽玛暴中超高能宇宙射线加速的迹象。
2023-01-19 astro-ph.HE hep-ph
The SUrvey for Pulsars and Extragalactic Radio Bursts III: Polarization properties of FRBs 160102 & 151230
本文报道了在帕克斯射电望远镜脉冲星和河外射电暴巡天（SUPERB）中发现的两个快速射电暴（FRB）：151230和160102的偏振特性。观察到FRB 151230为6 $\pm$ 11%圆偏振和35 $\pm$ 13%线偏振，旋转测量（RM）与零一致。相反，对于RM = -221（6）rad m $^{-2}$，观察到FRB 160102具有30 $\pm$ 11%的圆偏振分数、84 $\pm$ 15%的线偏振分数以及迄今为止FRB的最高测量DM（2596.1 $\pm$ 0.3 pc cm $^{-3}$）。我们研究可能的祖先模型FRB 160102在河外，非宇宙学和宇宙学的情况。在考虑了银河系前景贡献后，我们估计低红移情况下的内禀RM为-256（9）rad m $^{-2}$，而高红移情况下的内禀RM为$\sim 2.4 \times 10^{2}$ rad m $^{-2}$。我们评估这些场景的相对可能性以及如何测试每种场景。我们还对散射度量进行了约束，并研究了散射对信号偏振位置角的影响。
2018-04-27 astro-ph.HE
Synchrotron-Loss Spectral Breaks in Pulsar-Wind Nebulae and Extragalactic Jets
同步辐射物质的流动可以在几个天体物理环境中找到，包括河外喷流和脉冲风星云（PWNe）。对于X射线同步辐射，流动时间通常比电子辐射寿命长，因此在给定X射线能量下的有效源尺寸是在该能量下辐射的电子在燃烧之前可以对流的距离。由于同步辐射损失随电子能量变化很大，因此源的大小随X射线能量的增加而下降，导致同步辐射光谱变陡。对于均匀源，这种烧蚀产生了众所周知的结果，即源的综合光谱指数陡化0.5。然而，对于不均匀的源，不同的陡化量是可能的。我展示了一个简单的相对论性电子流出的唯象图像，具有整体非相对论性流速，横向流管半径，磁场强度，物质密度和流速都随着距离注入点的不同幂而变化。对于这样一幅图，我计算了作为幂律指数函数的突变点以上的谱指数的值，并给出了可能的陡化范围。我表明，这些简单的计算证实了源光度，其中还包括光谱“凸点”以下的突破，从以前在较高的能量电子积累的完整集成。在许多情况下，河外喷流的X射线同步辐射比射电辐射陡0.5倍以上;许多脉冲风星云也表现出同样的现象。至少在某些情况下，源的不均匀性是可能的，因此谱陡化的量成为源动力学或几何性质的诊断。
2009-07-27 astro-ph.HE
Ultrahigh-energy cosmic ray interactions as the origin of very high energy $γ-$rays from BL Lacs
我们解释了观测到的多波长光子光谱的BL Lac对象在非常高的能量（VHE，$E \gtrsim 30$ GeV），使用一个轻强子发射模型。用单区轻子辐射拟合同步辐射峰。随后，计算SSC谱，使得其延伸到所考虑的射流参数的可能的最高能量。超过这个能量的数据点，也在整个VHE范围内很好地解释使用强子发射模型。超高能宇宙射线（UHECR，$E\gtrsim 0.1$ EeV）从源中逃逸出来，在宇宙学距离上传播时与河外背景光（EBL）相互作用，引发能量低至$\sim1$ GeV的电磁级联。由此产生的光子谱在$\sim1$ TeV能量处达到峰值。我们考虑一个随机湍流河外磁场（EGMF）的Kolmogorov功率谱找到生存率的UHECR在0.1度的传播方向，观察者位于。我们限制自己的EGMF，$B_{\rm rms}\sim 10^{-5}$ nG，从UHECR相互作用的光子光谱能量分布（SED）的显着贡献的RMS值。我们发现，UHECR相互作用的EBL和二次级联发射可以拟合伽马射线数据从BL湖，我们认为在最高的能量。UHECR所需的光度和相应的喷流功率低于这些BL Lac中超大质量黑洞的爱丁顿光度。
2019-12-13 astro-ph.HE
Origin of Ultrahigh Energy Galactic Cosmic Rays: The Isotropy Problem
我们研究了超高能宇宙射线（UHECR）在银河系中的传播，集中在脚踝以下的能量范围在4 EeV的频谱。基于随时间变化的扩散问题的解析解，采用Monte-Carlo方法，通过将源放置在随机位置来计算不连续性。假设一个源人口的规模与重子质量密度或恒星形成（如长GRB），我们得到的约束所产生的不稳定性和观测限制的组成和各向异性。结果表明，在1 e18 eV的组成和各向异性是难以再现的，并要求a）粒子平均自由程远小于回转半径，这意味着逃逸时间很长，b）组成比最近的俄歇数据所建议的要重，c）超高能亚踝分量主要是河外的，或者d）我们生活在超高能宇宙射线产生的一个罕见的平静期，目前的超高能宇宙射线强度远远低于银河系的平均时间。因此，我们建议一个强有力的观测重点，以确定UHECR组成约1 e18 eV。
2011-10-06 astro-ph.HE
Open Questions in Cosmic-Ray Research at Ultrahigh Energies
我们回顾了超高能宇宙射线（UHECR）研究进展的开放问题和前景，基于2018年“高能宇宙：伽马射线，中微子和宇宙射线天文学”MIAPP研讨会期间发生的一系列讨论。具体而言，我们概述了关于大部分UHECR的起源，UHECR质量组成，宇宙射线光谱末端的起源，从银河到河外宇宙射线的过渡，磁场对UHECR轨迹的影响，特定天体物理场景的各向异性预期，强子相互作用，以及发现中性粒子和高能新物理的前景。我们还简要介绍了即将进行的和拟议的UHECR实验，并讨论了他们的预计科学范围。
2019-03-15 astro-ph.HE
Can Ultrahigh Energy Cosmic Rays Come from Gamma-Ray Bursts? II: Cosmic Rays Below the Ankle and Galactic GRB
推导了相对论冲击波加速宇宙线所能达到的最大能量。它表明，来自星际介质中长伽玛射线暴的前向冲击足够强大，足以产生$4\times 10^{18}$ eV的银河宇宙射线分量，直到脚踝，正如以前的建议（Levinson和Eichler，1993）。进一步认为，如果银河系外长伽玛暴也对踝部的成分产生影响，那么太阳圈内偶然发生的银河系伽玛暴的贡献将超过太阳圈向外通量的观测极限，除非不透明度和/或光束导致当前的贡献小于时间平均值的$10^{-3}$倍，并指出了这些避免方案的困难。
2011-08-22 astro-ph.HE
The SUrvey for Pulsars and Extragalactic Radio Bursts I: Survey Description and Overview
我们描述的调查脉冲星和河外射电暴（SUPERB），正在进行的脉冲星和快速瞬变调查使用帕克斯射电望远镜。SUPERB包括实时加速搜索射电星和单脉冲搜索射电星以及快速射电暴。我们报告的观测设置，数据分析，多波长/信使连接，调查灵敏度的卫星和快速射电暴和射频干扰的影响。我们进一步报告了在该项目中发现的前10颗恒星。其中有PSR~ J 1306 $-$ 40，它是双星系统中的一颗毫秒脉冲星，在轨道的很大一部分时间里它似乎被食了。PSR~ J 1421 $-$ 4407是另一颗毫秒脉冲双星，其轨道周期为$30.7$天。这个轨道周期是在一个只有高偏心双星已知的范围内，并且理论上是预期的;尽管如此，它的轨道的偏心率为$10^{-5}$。
2017-08-14 astro-ph.HE astro-ph.IM
Modeling the X-ray emission of the Boomerang nebula and implication for its potential ultrahigh-energy gamma-ray emission
本文使用PWN动力学演化模型拟合Boomerang星云的X射线轮廓，发现其内部磁场较弱，并指出电子/正电子对的逆康普顿辐射贡献了LHAASO J2226+6057部分超高能伽马射线通量。
2024-11-15 astro-ph.HE
The Astrophysics of Ultrahigh Energy Cosmic Rays
最高能量的宇宙射线的来源仍然是未知的。它们的来源的发现将揭示宇宙中最具活力的天体物理加速器的工作原理。目前的观测表明，光谱与河外天体物理源的起源一致。候选的来源范围从致密物体的诞生到与伽马射线暴或活动星系中的事件有关的爆炸。我们讨论了从宇宙学上遥远的源传播的主要影响，包括与宇宙背景辐射和磁场的相互作用。我们研究可能的加速机制，导致调查的候选人来源和他们的签名。新的问题来自于观测到的天空各向异性的暗示和成分指标的意外演变。未来的观测可能会达到必要的灵敏度，以实现带电粒子天文学和观测高能光子和中微子，这将进一步阐明宇宙在这些极端能量下的运作。除了促进对高能天体物理现象的新认识外，对高能宇宙射线的研究还可以限制银河系和河外磁场的结构以及探测粒子的相互作用，其能量比地球加速器所达到的能量高几个数量级。
2011-01-22 astro-ph.CO astro-ph.HE
Discovery of Hidden Extragalactic Pulsars in the Parkes Archival Data
Max Planck Institute for Gravitational Physics (Albert Einstein Institute)（马克斯·普朗克引力物理研究所（爱因斯坦研究所））；Leibniz Universität Hannover（汉诺威莱布尼茨大学）；Center for Gravitation, Cosmology, and Astrophysics, Department of Physics and Astronomy, University of Wisconsin-Milwaukee（威斯康星大学密尔沃基分校物理与天文学系引力、宇宙学和天体物理学中心）；Centre for Astrophysics and Supercomputing, Swinburne University of Technology（斯威本科技大学天体物理学与超级计算中心）；Australian Research Council Centre of Excellence for Gravitational Wave Discovery (OzGrav)（澳大利亚研究理事会引力波发现卓越中心（OzGrav））；Department of Physics and Astronomy, Franklin and Marshall College（富兰克林和马歇尔学院物理与天文学系）；Department of Physics and Astronomy, West Virginia University（西弗吉尼亚大学物理与天文学系）；Center for Gravitational Waves and Cosmology, West Virginia University（西弗吉尼亚大学引力波与宇宙学中心）；School of Engineering, Murray State University（默里州立大学工程学院）
本研究通过重处理帕克斯存档数据，在大小麦哲伦云新发现6颗脉冲星，其中含1颗MC最慢脉冲星，提升了该区域脉冲星巡天完整性，验证了存档数据再分析的重要性。
2026-10-30 astro-ph.HE
Very High Energy Antineutrinos from Photo-disintegration of Cosmic Ray Nuclei
宇宙线核在星光下的光致衰变导致次级反中微子的产生。我们假定银道面附近的高能宇宙线核的通量与地球附近观测到的通量相同，并计算了它们光致蜕变产生的反中微子通量。冰立方探测器测量了TeV-PeV能量范围内的中微子/反中微子通量。我们计算出的次级反中微子通量在10-100 TeV的能量范围内被发现是少得多相比，由冰立方合作检测到的通量。河外介质中辐射场强度的上限远低于银心附近。如果我们把我们的形式主义推广到河外介质，由于宇宙线的通量很低，高能宇宙线重核的光致衰变的贡献仍然是微不足道的。
2015-08-27 astro-ph.HE
Milagro Observations of Potential TeV Emitters
本文报道了Milagro TeV天图的三个有针对性的搜索结果：两个河外点源列表和一个脉冲星源列表。第一个河外星系候选者名单包括从费米-LAT 2FGL星表中选出的709个候选者。第二个河外候选名单包含从TeVCat源目录中选出的31个候选者，这些候选者已被成像大气切伦科夫望远镜（IACTs）探测到。在这两份河外候选名单中，Mkn 421是米拉格罗探测到的唯一来源。本文介绍了Milagro TeV通量Mkn 421和通量限制较亮的费米-LAT河外源和所有TeVCat候选人。脉冲星列表扩展了先前发表的Milagro对银河系源的目标搜索。随着2FGL中确定的32个新的伽马射线天体，费米-LAT和米拉格罗研究的天体数量增加到52个。在这个例子中，我们发现，Milagro检测TeV的发射符合脉冲星的概率增加与费米-LAT观察到的GeV通量在能量范围从0.1 GeV到100 GeV。
2014-03-02 astro-ph.HE
The SUrvey for Pulsars and Extragalactic Radio Bursts IV: Discovery and polarimetry of a 12.1-second radio pulsar
我们报告PSR~J2251 $-$ 3711的发现，它是一颗自转周期为12.1秒的射电脉冲星，是目前已知的第二长脉冲星。它的时间参数表明其特征年龄为1500万年，表面磁场为$1.3 \times 10^{13}$ ~G，自旋光度为$2.9 \times 10^{29}~\mathrm{erg~s}^{-1}$。它的色散度量为12.12（1）~ $\mathrm{pc}~\mathrm{cm}^{-3}$，根据NE 2001和YMW 16银河系自由电子密度模型，其距离估计分别为0.5和1.3 kpc。它的一些单脉冲显示了相位分辨偏振位置角的不间断的180度扫描，具有S形，让人想起旋转矢量模型预测。然而，从一个脉冲到另一个脉冲，这种扫描发生在不同相位的事实是值得注意的，并且没有直接的解释。虽然PSR~J2251 $-$ 3711位于X射线孤立中子星（XINS）占据的$P-\dot{P}$参数空间区域，但在我们的Swift XRT观测中没有X射线对应物的证据;这使得其未吸收的热辐射光度$1.1 \times 10^{31}~(d / 1~\mathrm{kpc})^2~\mathrm{erg/s}$的置信度上限为99%，假设温度为85 eV，其中$d$是到脉冲星的距离。需要进一步的观测来确定它是一颗真正年龄至少为几百万年的旋转动力脉冲星，还是一颗年轻得多的天体，如XINS或最近冷却的磁星…
2020-01-31 astro-ph.HE
Ultrahigh-energy dipole and beyond
皮埃尔俄歇天文台最近的数据显示，在超高能宇宙射线（UHECR）的到达方向分布中存在大尺度偶极子。在这项工作中，我们建立了这样的偶极行为的扩散起源的理解，以及它对能量和天体物理源的假设，如河外磁场强度和宇宙射线成分的依赖。我们提出了一种新的分析方法来计算来自一个单一的源CR的角分布，并讨论了制度，在稳态偶极子的结果是预期的。我们还提出了一个半解析方法计算的演变与能量的合成偶极子的源合奏。我们表明，本地源允许一个强大的增长的偶极子的能量在一个大的能量范围。从偶极过渡到非偶极制度在最高的能量和它的影响的源密度，磁场强度，和宇宙线的组成的可能性进行了讨论。
2021-03-08 astro-ph.HE
Pulsars as candidates of LHAASO sources J2226+6057, J1908+0621 and J1825-1326
LHAASO协作组观测到来自$12$ $γ$射线银河系源的高达$1.4$ PeV的超高能光子。特别地，已经公布了源J2226+6057、J1908+0621、J1825-1326的$γ$射线谱。我们调查的可能性，建议起源附近的PeVatrons的来源。脉冲星被描述为一个旋转的磁偶极子。假设质子均匀分布在光柱外，我们得到质子能谱的洛伦兹分布。发现脉冲星周围的质子可以在短时间内被加速到PeV。所提出的源星的强子$γ$能谱与LHAASO观测到的源J2226+6057、J1908+0621、J1825-1326的$γ$能谱符合得很好。
2022-09-07 astro-ph.HE
ELMAG: A Monte Carlo simulation of electromagnetic cascades on the extragalactic background light and in magnetic fields
介绍了一个模拟高能光子和电子与河外背景光相互作用引发电磁级联的蒙特卡罗程序。电子对产生和逆康普顿散射的EBL光子以及同步辐射损失和偏转的荷电分量在河外磁场（EGMF）的模拟包括。为了减少二次粒子数和提高计算速度，对叶栅发展过程进行了加权采样。作为最终结果，模拟程序提供了能量，观察角度，和时间延迟的次级级联粒子在当前的时代。可能的应用是TeV耀变体的研究和EGMF对其光谱的影响，或计算来自高能宇宙射线或暗物质对弥漫的河外伽马射线背景的贡献。作为一个例子，我们提出的结果偏转和时间延迟相关的EGMF的限制的推导。
2012-01-11 astro-ph.HE
Case for Centaurus A as the main source of ultrahigh-energy cosmic rays
该研究论证半人马座A可能是踝点以上超高能宇宙线的主要来源，通过分析源光谱、成分特性及磁场偏转等，提出C/O混合物更契合观测，并解释了各向异性与通量分布特征。
2024-11-27 astro-ph.HE
PeV-EeV neutrinos from gamma-ray blazars due to ultrahigh-energy cosmic-ray propagation
耀变体是宇宙射线加速到高能（$E\gtrsim10^{18}$ eV）的潜在候选者。为了从耀变体中有效地注入宇宙射线，$pγ$与河外背景光（EBL）和宇宙微波背景（CMB）的碰撞可以分别在PeV和EeV能量附近产生中微子谱峰。我们分析了这些中微子的贡献，冰立方中微子天文台测量的扩散背景。利用\textit{Fermi} -LAT 4LAC星表中提供的BL Lac和FSRQ的分布，计算了来自各个红移范围的中微子光度的比例。此外，我们使用光度依赖的密度演化来寻找未分辨耀变体的中微子通量。在我们的模型中得到的结果表明，在几个PeV能量的通量上限的$\approx10\%$可以产生宇宙射线相互作用EBL。同样的相互作用也会产生二次电子和光子，引发电磁级联。由此产生的光子光谱是有限的各向同性扩散$γ$ -射线通量之间测量100 MeV和820 GeV。后者与观测到的$E>10^{16.5}$ eV处的宇宙线通量一起，可以根据最大宇宙线加速能量来约束重子加载因子。
2021-02-09 astro-ph.HE
Energy-dependent extension of the Crab Nebula as a diagnostic of ultrahigh-energy hadronic emission
Yuxi Normal University（玉溪师范学院）；Yunnan Agricultural University（云南农业大学）；Yunnan University（云南大学）
本研究提出蟹状星云能量相关延展可作为脉冲星风星云中超高能伽马射线起源的判别器，通过空间分辨轻子-强子场景解释其与轻子预期的差异，发现400 TeV以上强子主导、1.1 PeV处包含半径为纯轻子场景6倍，实现PeV强子加速诊断。
2026-08-27 astro-ph.HE
Constraining the Emissivity of Ultrahigh Energy Cosmic Rays in the Distant Universe with the Diffuse Gamma-ray Emission
在宇宙学距离上发射的能量大于10 ^19 eV的超高宇宙射线（UHECR）会被宇宙微波和红外背景辐射通过光强过程衰减。如果河外磁场像纳高斯一样强，那么由于扩散，较低能量的河外宇宙射线（~10^18-10^19 eV）在哈勃时间内只能传播小于~Gpc的线性距离。这使得我们无法直接观测到宇宙中的大多数UHECR，因此观测到的UHECR强度仅反映了附近宇宙中数百Mpc范围内的发射率。然而，遥远宇宙中的UHECR通过与宇宙背景光子的相互作用，产生UHE电子和伽马射线，这些电子和伽马射线反过来引发宇宙背景光子的电磁级联。这种次级级联辐射形成了河外扩散GeV-TeV伽马射线辐射的一部分，与原始的UHECR不同，它是可以观测到的。受费米/LAT对河外弥漫伽马射线背景辐射的新测量的启发，我们通过要求它们产生的级联辐射不超过观测水平，获得了遥远宇宙中UHECR发射率的上限。通过与候选UHECR源（如伽玛暴和活动星系核）在高红移下的γ射线发射率的比较，我们发现，所获得的平坦质子谱的上限比伽玛暴中的γ射线发射率大~10^1.5倍，比BL Lac天体中的γ射线发射率小~10倍。在铁核组成的情况下，导出的上限的UHECR发射率是一个因素的3-5倍。进一步得到了宇宙成因中微子通量的鲁棒上限，这是冰立方探测器和下一代探测器JEM-EUSO勉强可以达到的。
2011-07-22 astro-ph.HE
Origin of the Ultrahigh-Energy Cosmic Rays and their Spectral Break
皮埃尔·俄歇天文台观测到的能量在宇宙线踝以上的高能宇宙射线（UHECR）的能谱、成分和到达方向，如果假设其起源于河外，则会出现不一致的情况。然而，它们的观测特性，是那些由银河系伽马射线暴中发射的高度相对论性喷流加速的UHECR所预期的，其中大部分都是从地球发射的。如果这种替代解释是正确的，那么在50 EeV附近观察到的UHECR能谱的断裂不是Greisen-Zatsepin-Kuzmin截止，而是来自银河系的高能铁宇宙射线自由逃逸的能量阈值，并且高于它们各自的自由逃逸阈值能量，UHECR核应该指向它们的银河系源或它们的残余，而不是GZK视界内的活动星系核（AGN）。
2011-06-21 astro-ph.HE hep-ph
The slowest spinning X-ray pulsar in an extragalactic globular cluster
中子星被认为是出生时快速旋转，然后表现出一个阶段的旋转动力脉动，因为他们放慢到1-10秒的周期。在我们的银河系中观测到的大量毫秒中子星可以用再循环概念来解释：在双星系统中，在一个施主星吸积的时期，中子星旋转到毫秒周期。然而，在这个回收过程中，只有少数几个旋转频率相对较高的恒星被观察到。本文报道了在仙女座星系球状星团B 091 D中用$P_{\rm spin} = 1.20$探测到的X射线脉冲星，它是在球状星团中发现的最慢的脉冲星。这颗明亮的（高达爱丁顿光度的30%）自旋脉冲星，持续了12年的观测，必须在不到100万年前开始吸积，还没有时间加速到数百赫兹。在这个独特的宽双星中的中子星，轨道周期为$P_{\rm orb} = 30.5$ h，位于一个12 Gyr的富含金属的星团中，它是从一个低质量的、稍微进化的后主序星伴星吸积而来的。我们认为，我们正在目睹一个双星形成在相对较近的时代，得到一个$\sim 0.8M_\odot$恒星在动力学相互作用-一个可行的方案，在一个巨大的密集球状星团像B 091 D与高全球和特定的恒星相遇率。因此，这种强烈吸积的非回收X射线脉冲星提供了标准脉冲星回收图片中长期寻找的缺失部分。
2017-03-27 astro-ph.HE astro-ph.IM
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
Robust Limits on Photon Mass from Statistical Samples of Extragalactic Radio Pulsars
光子零质量假说已被研究了很长一段时间，利用频率依赖的时间延迟的射电辐射从天体物理源。然而，由于等离子体和非零光子质量效应导致的频率相关色散之间的相似性，阻碍了对光子静止质量的搜索。考虑到等离子体和非零光子质量效应对观测到的色散度量的贡献，并假设等离子体效应引起的色散是一个未知常数，通过直接拟合射电源色散度量的组合，我们得到了一个稳健的光子质量极限.利用两个河外脉冲星统计样本的色散测量，在68%的置信水平下，对大麦哲伦云中的22个射电脉冲星样本的光子质量约束可以低至$m_γ\leq1.51\times10^{-48}~\rm kg\simeq8.47\times10^{-13}~{\rm eV}/c^{2}$，对小麦哲伦云中的5个射电脉冲星样本的光子质量约束可以低至$m_γ\leq1.58\times10^{-48}~\rm kg\simeq8.86\times10^{-13} {\rm eV}/c^{2}$，这与单个河外脉冲星的结果相当。此外，当将来探测到更多的具有已知红移的快速射电暴时，也可以使用本文提出的统计方法。
2018-07-13 astro-ph.CO astro-ph.HE gr-qc
Cosmic PeV Neutrinos and the Sources of Ultrahigh Energy Protons
冰立方实验最近探测到了第一个超过大气背景的高能中微子通量。我们研究这些中微子是否起源于与超高能宇宙射线相同的河外源。从关于光谱和味道的相当一般的假设出发，我们发现，通过π介子光生产生必要水平的中微子流，会导致质子流远低于宇宙射线数据的~10^18 eV，那里的组成是轻的，除非π/μ子在衰变前冷却。这表明有一类占主导地位的加速器允许宇宙射线逃逸，而没有显著的中微子产量。
2014-11-06 astro-ph.CO astro-ph.HE hep-ph
Influence of cosmological models on the GZK horizon of ultrahigh energy protons
我们研究了重子和冷暗物质的密度、暗能量的密度以及当前哈勃参数的值如何影响高能质子在邻近宇宙中的传播。我们考虑到宇宙微波辐射的能量损失，唯一一个相关的质子以上$10^{18}$ eV的，我们探讨的依赖Greisen-Zatsepin-Kuz'min（GZK）的宇宙学视界。我们调查了几个宇宙学的情况下，从物质为主的能量为主的，我们认为在哈勃参数的不确定性的影响，在$Λ-$冷暗物质（CDM）的宇宙，估计从最近的观测，在GZK地平线。（未知）河外磁场对我们的研究的影响进行了讨论，以及可能的探测哈勃参数可通过当前和未来的实验。
2012-12-20 astro-ph.CO astro-ph.HE
The SUrvey for Pulsars and Extragalactic Radio Bursts II: New FRB discoveries and their follow-up
我们报告了在帕克斯射电望远镜正在进行的脉冲星和河外射电暴（SUPERB）调查中发现的四个快速射电暴（FRB）：FRB 150610，151206，151230和160102。我们的实时发现使我们能够在12个对无线电，光学，X射线，伽马射线光子和中微子敏感的主要设施中进行广泛，快速的多信使跟踪，时间范围从爆发后一小时到几个月不等。没有对应的FRB被发现，我们提供了余辉光度的上限。没有发现FRB重复。所有FRB的正式拟合显示出散射的迹象，而它们的固有宽度在时间上是无法解决的。FRB 151206位于银河系低纬度，FRB 151230显示出尖锐的光谱截止，FRB 160102具有迄今为止探测到的最高色散测量值（DM = $2596.1\pm0.3$ pc cm $^{-3}$）。其中三个FRB具有高色散测量值（DM > $1500$ pc cm $^{-3}$），这有利于DM主要由星系际介质贡献的情况。Parkes FRB源计数分布与通量$>2$ Jymes的斜率为$α=-2.2^{+0.6}_{-1.2}$，并且仍然与欧几里德分布（$α=-3/2$）一致。我们还发现，全天速率是$1.7^{+1.5}_{-0.9}\times10^3$ FRB/（$4π$ sr）/天以上的$\sim2$ Jyms和目前没有强有力的证据，一个纬度依赖的FRB天空速率。
2017-11-22 astro-ph.HE
Estimating non-linear QCD effects in ultrahigh energy neutrino events at IceCube
首次考虑到中微子-强子截面中的非线性QCD效应，估计了冰立方中中微子能量事件的数量。我们假设河外中微子流由$Φ_ν(E_ν)=Φ_{0}E^{-2}_ν$给出，并利用偶极近似和基于非线性QCD动力学的偶极-强子截面唯象模型估算了中微子-强子截面。我们表明，非线性预测是能够描述当前的IceCube数据和非线性效应的大小是大于20%的可见光能量的顺序为2 PeV和增加的中微子能量。我们的主要结论是，非线性QCD效应是不可忽略的，在分析高能事件的数目时应加以考虑。
2014-09-17 astro-ph.HE hep-ex hep-ph
Cosmic ray propagation in the Universe in presence of a random magnetic field
高能宇宙射线的起源仍然是一个谜。然而，由于目前的宇宙射线观测站记录了高质量的数据，在过去几年中取得了相当大的进展。最近的成就之一是皮埃尔·俄歇天文台获得了关于最高能宇宙射线起源于河外的确凿观测证据。另一方面，人们相信有一个非零的湍流磁场充满星系际介质。因此，星系际磁场的存在对高能宇宙射线在宇宙中的传播起着重要的作用，这在原则上与解释实验数据有关。在这项工作中，我们提出了一个系统的偏微分方程，它描述了宇宙中的高能宇宙射线的传播，在存在的湍流星系际磁场，其中包括扩散和弹道制度的传播，也它们之间的过渡。此外，作为应用的一个例子，方程组数值求解在一个简化的物理情况。
2021-03-04 astro-ph.HE
The Location of Young Pulsar PSR J0837$-$2454: Galactic Halo or Local Supernova Remnant?
我们提出了发现和年轻的（年龄$\sim 28.6$ kyr）脉冲星PSR J 0837 $-$ 2454的时间。根据它的高纬度（$b = 9.8^{\circ}$）和色散测量（DM $ = 143$ ~pc~cm $^{-3}$），脉冲星似乎处于$z$ -高度$>$ 1 kpc，在银河系的边缘附近。这是观测到的典型脉冲星群体的尺度高度的许多倍，这表明这颗脉冲星可能是在远离平面的地方诞生的。如果准确的话，年轻的年龄和高的$z$ -高度意味着这是已知的第一颗从失控的O/B星中诞生的脉冲星。在后续的成像与澳大利亚望远镜紧凑阵列（ATCA），我们发现脉冲星的流量密度$S_{1400} = 0.18 \pm 0.05$ mJy。我们没有发现一个明显的超新星遗迹周围的脉冲星在我们的ATCA数据，但我们检测到一个共同定位，低表面亮度区域的$\sim$ 1.5 $^\circ$范围内的档案银河系和河外全天MWA调查数据。我们还检测到共同定位H $α$从南方H $α$巡天图集排放。基于这两个探测结果的距离估计分别为$\sim$ 0.9 kpc和$\sim$ 0.2 kpc，这两个距离都比NE 2001模型（$6.3$ kpc）和YMW模型（$>25$ kpc）预测的距离小得多，并且使脉冲星更接近银河系平面。如果脉冲星/残骸协会成立，这一结果也突出了固有的困难，在分类的瞬变作为“银河系”（脉冲星）或“…
2021-04-23 astro-ph.HE
Three-dimensional Tomography of the Galactic and Extragalactic Magnetoionic Medium with the SKA
银河系和星系际介质的星际介质的磁离子结构仍然知之甚少，特别是在距离太阳大于几千秒差距的地方。银河系磁场和电子密度分布的三维结构可以通过观测射电望远镜来探测，这主要是由于它们的紧凑性、高速度和高度极化的短时间射电脉冲。SKA的第一阶段，即SKA 1，将使已知的脉冲星数量增加一个数量级，而完整的SKA，即SKA 2，将在我们银河系最遥远的区域发现脉冲星。SKA 1-VLBI将产生与模型无关的大量天文卫星距离，SKA 1-LOW和SKA 1-MID的宽带偏振观测将产生沿数千条视线的高精度色散测量，散射测量和旋转测量估计。当这些观测结合起来时，将能够对银河系盘和星系晕的大尺度磁离子结构进行详细的层析成像。通过这些观测量的变化和脉冲星通量密度的动态谱，可以研究星际介质中的湍流。SKA 1-LOW和SKA 1-MID将监测星际天气，并产生脉冲星闪烁的灵敏动态和次级光谱，可用于制作ISM的散斑图像，研究~10^8米至~10^13米尺度的湍流，并探测低至$\sim$ 10公里尺度的脉冲星发射区。此外，SKA 1和SKA 2发现的河外射电暴或快速射电暴可用于探测银河系以外星系际介质中的电子密度分布和磁场。
2016-06-22 astro-ph.GA 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
High energy extragalactic multimessenger backgrounds from starburst and dead galaxies
本文研究星暴星系和年老星系的高能辐射贡献，指出星系集体辐射仅能解释少量河外中微子，但可构成河外γ射线背景的主要部分，且其中相当比例可能来自轻子过程。
2025-05-04 astro-ph.GA astro-ph.HE
A minimal model for extragalactic cosmic rays and neutrinos
我们的目标是以统一的方式解释实验数据的高能宇宙射线（UHECR）和中微子，使用一个单一的源类和遵守限制的河外弥漫伽马射线背景（EGRB）。如果UHECR只与其源周围的气体发生强子相互作用，则所产生的扩散CR通量可以与观测到的CR通量很好地匹配，同时提供大的中微子通量。然而，在这种情况下，能量为$E>3\times 10^{18}$ eV的UHECR在地球大气中引起的空气簇射将达到其极大值。因此，UEHCR靠近加速器的额外光强子相互作用必须存在，以便在相对窄的能量间隔内修改CR的核组成。因此，我们包括光子和气体背景，并结合由此产生的CR光谱与逃逸模型预测的银河系CR通量的高能量部分。结果表明，在高于$E\simeq 10^{17}$ eV的整个能量范围内，总CR通量、平均簇射深度$X_\max$和簇射宽度$RMS(X_\max)$都能很好地描述实验数据.预测的高能中微子通量与IceCube测量结果相匹配，而对EGRB的贡献约为30%。
2017-09-13 astro-ph.HE
Exploring the role of accretion shocks in galaxy clusters as sources of ultrahigh-energy cosmic rays
Instituto de Tecnologías en Detección y Astropartículas (ITeDA, CNEA-CONICET-UNSAM)（探测与天体粒子技术研究所）；Centro Atómico Constituyentes（孔斯蒂图延特斯原子中心）；Instituto de Astronomía y Física del Espacio (IAFE, CONICET-UBA)（天体物理学与空间物理研究所）
研究银河团吸积激波作为极高能宇宙射线源的可能性，通过拟合观测数据确定模型参数，探讨其在解释宇宙射线通量中的作用。
2026-01-26 astro-ph.HE
