Constraints on cosmological parameters from the EBL attenuation of VHE spectra of extragalactic sources
河外背景光（EBL）通过对产生导致河外源VHE光谱的衰减。衰减量取决于源的距离，即取决于VHE光子所采用的视线路径上的积分。视线路径的计算，取决于宇宙学参数的值和这些参数的演变。随着最近观测到的较低EBL水平的迹象和拟议的未来切伦科夫实验的更高灵敏度，将有可能探测到更高的红移源。我们研究了河外源的EBL衰减是否足够敏感，从而对宇宙学参数施加约束。
2009-08-31 astro-ph.CO
Detection of the cosmic γ-ray horizon from multiwavelength observations of blazars
首次在统计学上发现了与河外背景光（EBL）模型无关的宇宙γ射线视界（CGRH）。CGRH是宇宙学中的一个基本量。它给出了由于EBL产生光子-光子对而导致的宇宙对甚高能量（VHE）γ射线光子的不透明度的估计。迄今为止，CGRH的唯一估计是来自EBL模型的预测和宇宙学耀变体和γ射线爆发的γ射线观测的下限。在这里，我们提出了均匀的同步/同步自康普顿（SSC）模型的光谱能量分布的15个耀变体的基础上（几乎）同时观测无线电最高能量的γ射线与费米卫星。这些同步加速器/SSC模型预测未衰减的VHE通量，这是比较成像大气切伦科夫望远镜的观测。该比较提供了EBL的光学深度的估计，其允许通过独立于EBL模型的极大似然分析来推导CGRH。我们发现，所观察到的CGRH是兼容的EBL与目前的知识。
2013-05-09 astro-ph.CO astro-ph.HE
The Gamma-Ray View of the Extragalactic Background Light
从红外线（IR）到紫外线（UV）的河外背景光（EBL）主要来自恒星的发射，直接或通过尘埃的吸收和再辐射。因此，它可以提供有关宇宙恒星形成历史的信息。然而，由于来自银河系和太阳系的前景辐射场，很难直接测量。来自宇宙学距离的河外源（耀变体和伽马射线暴）的伽玛射线与EBL光子相互作用，产生电子-正电子对，吸收伽玛射线。给定源的本征伽马射线谱及其红移，EBL原则上可以测量。然而，耀变体和伽玛暴的内禀伽玛射线能谱在不同的源之间以及同一源在短时间尺度上的变化很大。从理论上可以假设一个最大的内禀谱，给出了用地基大气切伦科夫望远镜观测的极高能γ射线在低红移耀变体的EBL吸收的上限。对耀变体和伽玛暴的Fermi-LAT观测可以探测更高红移处的EBL吸收。这些源的LAT谱的较低能量部分未被EBL衰减，因此将其外推到较高能量可以给出源的最大本征谱。将其与观察到的较高能量LAT光谱进行比较，然后将给出EBL吸收的上限。对于已经被费米-LAT和切伦科夫望远镜在更高能量下探测到的耀变体，LAT-VHE组合观测可以对低红移EBL提出更严格的限制。上述过程也可以反过来：对于红移未知的源，给定的EBL模型和伽马射线谱可以导致源红移的上限。
2010-05-14 astro-ph.CO
Limits on the extragalactic background light in the Fermi era
来自宇宙源的甚高能量（VHE，energy $E \gtrsim 100$ \，GeV）γ射线由于与河外背景光（EBL）中紫外到红外波段的光子相互作用而衰减。因此，EBL在这些物体的观测能谱上留下了印记。在过去的四年里，用成像大气切伦科夫望远镜（IACT），如MAGIC，H.E.S.S.，而真理，则翻了一番。此外，\emph{Fermi}卫星的测量使人们对GeV能量源的本征光谱有了新的认识。本文通过考虑在此背景下使用过的最广泛的VHE源样本来推导EBL强度的上限。这是通过构造大量的一般EBL形状并将来自\emph{Fermi}和IACT的谱信息与关于高和非常高γ射线能量下的源物理的最小假设结合在一起来实现的。解释了EBL随红移的演化，探讨了形成电磁级联的可能性及其对上限的影响。$z=0$处的EBL密度被限制在0.4 μ m和100 μm之间的宽波长范围内。在光学波长处，在8 μm和31 μm之间，EBL密度被限制为低于24 nW，m $^{-2}$，sr $^{-1}$和低于5 nW，m $^{-2}$，sr $^{-1}$。
2012-02-13 astro-ph.CO astro-ph.HE
Intrinsic VHE Gamma-ray spectra of Blazars as a probe for Extragalactic Background Light
极高能（VHE）$γ$ -能量超过10 $'$ s的射线，从遥远的耀变体发射，被来自河外背景光（EBL）的光子衰减。不幸的是，无论是EBL还是内禀耀变体光谱都不能准确地从一个量导出另一个量。在这项工作中，我们使用一个均匀的单区模型，包括同步辐射，同步辐射自康普顿（SSC）和外部康普顿（EC）的发射机制，估计的本征VHE光谱的耀变体。该模型被应用于三个VHE blazar，即PKS 2155 -304，RGB J 0710 +591和3C 279，同时多波长的数据，从不同的观测。然后将VHE的本征通量的预测值与大气切伦科夫成像望远镜的观测值进行比较，以确定VHE $γ$射线的光学深度。在比较这些光学深度值与由四个不同的EBL模型预测，我们观察到PKS 2155 -304和3C 279在较高的能量，特别是对于EBL模型Finke等人提出的有一些明显的系统偏差。（2010年）。我们认为这种偏差是一个结果的失败外推的耀变体SED VHE能量和/或由于埋在EBL模型的各种假设。
2013-10-31 astro-ph.CO astro-ph.HE
The Extragalactic Background Light and the Gamma-ray Opacity of the Universe
河外背景光是宇宙学中的基本观测量之一。所有来自已分辨和未分辨的河外源的能量释放，以及来自任何真正漫射背景的光，不包括宇宙微波背景（CMB），都对它的强度和光谱能量分布有贡献。因此，它在恒星物体和星系的形成和演化的宇宙学测试中发挥着至关重要的作用，并为宇宙中的外来能量释放设定了限制。EBL还在非常高能量的伽马射线的传播中起着重要作用，这些伽马射线在到达地球的途中通过与EBL和CMB产生伽马-伽马相互作用而被衰减。EBL的影响频谱的来源，主要是耀变体，在~10 GeV至10 TeV的能量制度。EBL的强度和光谱的知识将允许在一个关键的能量制度，可用于测试粒子加速机制和VHE伽马射线生产模型的内在耀变体光谱的确定。相反，内禀伽玛射线光谱的知识和越来越高的红移耀变体的检测将对EBL及其演化设置强有力的限制。本文综述了EBL测定的最新进展及其对当前认识耀变体中γ射线的起源和产生机制以及宇宙中能量释放的影响。审查的结论与切伦科夫望远镜阵列技术和红外地面和空间观测站，将大大提高我们的知识的EBL和非常高的能量伽马射线的起源和生产的总结和未来的方向。
2012-10-10 astro-ph.CO astro-ph.HE
The search of axion-like-particles with Fermi and Cherenkov telescopes
为解决强CP问题而提出的类轴子粒子（AxionLike Particles，ALP）在磁场中与光子耦合，可能导致活动星系核（AGN）等γ射线源的观测光谱发生显著变化。在这里，我们同时考虑在同一个框架中的光子/轴子混合发生在伽马射线源和一个预期发生在星系际磁场。我们表明，光子/轴子混合可以解释最近的困惑，关于观测到的光谱遥远的伽马射线源，以及最近公布的下限的EBL强度。最后，我们总结了不同的签名预期和讨论的最佳策略，以寻找ALP与费米卫星和目前的切伦科夫望远镜，如CANGAROO，HESS，MAGIC和VERITAS。
2010-01-12 astro-ph.CO astro-ph.HE
Semi-analytic modeling of the EBL and consequences for extragalactic gamma-ray spectra
高能伽马射线与紫外、可见和红外河外背景光（EBL）光子成对产生的衰减提供了星系形成历史与高能天体物理学之间的联系。我们目前的结果，从我们最新的半解析模型（SAM），其中采用的主要成分被认为是重要的星系形成和演化，以及一个改进的模型再处理的星光尘埃中，远红外波长。这些SAM是基于一个λ-CDM分层结构形成的情况下，并成功地再现了大量的各种观测约束，如数量计数，光度和质量函数，和颜色双峰。我们的基准模型是基于WMAP 5宇宙学，并对待尘埃排放使用经验模板。该模型预测的背景通量大大低于光学和近红外测量，依赖于黄道和银河前景的减法，并在大量的波长可分辨源的数量计数设置的下限附近。我们还显示了不同的宇宙学参数和尘埃衰减模型在我们的SAM的结果。对于每一个EBL预测，我们展示了由于电子-正电子对生产的光学深度如何受到红移和伽马射线能量的影响，以及伽马射线吸收对各种河外源光谱的影响。最后，我们讨论了我们的工作的影响，与其他模型和EBL的关键测量的比较，并讨论了新兴的伽马射线天文学科学将如何继续帮助约束宇宙学。我们的基准模型预测的低EBL通量表明了遥远的伽马射线源的进一步研究的乐观前景。
2012-04-07 astro-ph.CO
VERITAS Observations of the BL Lac Object PG 1553+113 Between May 2010 and May 2011
VERITAS是一个成像大气切伦科夫望远镜阵列，研究能量范围在~100 GeV和~30 TeV之间的耀变体。凭借其在这些能量下的出色灵敏度，以及不断加深的源曝光，VERITAS能够探测遥远的耀变体，以获得由于与河外背景光（EBL）相互作用而在其非常高能量的伽马射线光谱中的清晰吸收特征。我们讨论了最近VERITAS对PG 1553+113（z > 0.4）的观测结果，这些结果导致了对该源有史以来最重要的甚高能量探测。最新的VERITAS光谱测量用于在95%置信水平下将源红移的上限设置为z < 0.5。还讨论了利用这些观测结果以及其他硬光谱耀变体的观测结果来限制EBL的前景。
2011-10-20 astro-ph.CO astro-ph.HE
Studies of active galactic nuclei with CTA
本文综述了利用切伦科夫望远镜阵列研究活动星系核的前景。这篇评论的重点是喷流活动星系核，这构成了绝大多数的活动星系核在伽玛射线能量检测。未来的进展将由计划中的极高能（VHE）伽马射线探测的能量阈值降低到约10 GeV以及与当前一代切伦科夫望远镜设施相比改进的通量灵敏度所推动。我们认为，CTA将使伽马射线人口研究的实质性进展，通过深化现有的调查，通过增加通量灵敏度和提高检测到大量的低频峰值耀变体的机会，因为较低的能量阈值。更详细的VHE伽马射线光谱形状和可变性的研究可能会进一步深入了解未解决的问题，有关喷流的形成和成分，相对论喷流内粒子的加速，以及导致可观察到的高能发射的辐射机制的微观物理。CTA涵盖的能量范围很广，包括伽马射线在河外背景光（EBL）中传播时不受吸收影响的能量，并扩展到VHE光谱强烈扭曲的能量范围。这将有助于减少来自不同仪器的光谱中的系统效应，从而导致更可靠的EBL确定，因此将有可能将blazar模型限制在最高能量，而不那么模糊。
2012-08-29 astro-ph.CO astro-ph.HE
Modeling gamma-ray burst observations by Fermi and MAGIC including attenuation due to diffuse background light
来自河外源的伽马射线通过与河外背景光（EBL）的漫射光子的成对产生相互作用而衰减。伽马射线暴（GRB）是一个高于10 GeV的高红移光子源，因此可以作为演化的紫外背景辐射的探测器。在本文中，我们开发了一个简单的唯象模型的数量和红移分布的伽马射线暴，可以看到在GeV的能量与费米卫星和MAGIC大气切伦科夫望远镜。我们估计每年观测到的伽马射线数量，并显示如何通过考虑与不断发展的EBL的不同实现的相互作用来修改这一结果。我们还讨论了明亮的费米伽玛暴080916C在这个模型的背景下。我们发现，在费米的LAT可以预期看到一个小数目的光子超过10 GeV，每年从遥远的伽玛暴。像MAGIC这样的地面仪器的年度结果由于望远镜的低占空比和天空覆盖范围而变化很大。然而，成功地从地面观测到明亮或中等强度的伽玛暴可以提供数百个来自高红移的光子，这几乎肯定对限制伽玛暴物理和高红移EBL非常有用。
2009-08-19 astro-ph.CO astro-ph.HE
Strong New Constraints on the Extragalactic Background Light in the Near- to Mid-IR
直接测量河外背景光（EBL）在近红外到中红外波段是非常困难的，因为来自黄道光的压倒性前景比微弱的宇宙学漫射辐射场亮了一个数量级以上。活动星系核的γ射线观测提供了对EBL的间接约束。使用费米伽马射线空间望远镜与当前一代地基切伦科夫望远镜（H.E.S.S.，MAGIC和VERITAS）提供了前所未有的灵敏度和光谱覆盖范围的限制EBL在近中红外。在本文中，我们提出了新的限制EBL的基础上的宽频带光谱的一组选择的伽马射线耀变体，覆盖200兆电子伏到几个TeV的分析。15微米处的EBL强度被限制为1.36 +/- 0.58 nW m^-2 sr^-1。我们发现Stecker等人（2006）的快速演化和基线EBL模型以及Kneiske等人（2004）的模型预测中红外（15微米）的EBL强度明显高于此处推导的约束条件所允许的强度。此外，Franceschini等人（2008）的模型和Dominguez等人（2011）的基准模型预测的近中IR比率小于我们的分析预测的比率。即，它们在近IR中的强度太低，而它们在中IR中的强度稍微太高。所有上述模型都与我们在>3 sigma水平上的分析不一致。
2011-03-29 astro-ph.CO
TeV bayesian study of the extragalactic background light
针对河外背景光（EBL）光学波段测量异常，本研究提出完全贝叶斯框架分析VHE伽马射线能谱，消除内禀能谱模型选择任意性并边缘化仪器系统误差，利用STeVECat目录259个能谱给出了红移$z=0$处EBL能量密度的初步约束。
2023-04-03 astro-ph.CO astro-ph.HE
Measurement of the EBL spectral energy distribution using the VHE gamma-ray spectra of H.E.S.S. blazars
超高能伽马射线（VHE，E>100 GeV）在宇宙学距离上的传播可以与河外背景光（EBL）中的低能光子相互作用，产生电子-正电子对。宇宙对VHE伽马射线的透明度与EBL的光谱能量分布（SED）直接相关。观测河外源的VHE能谱特征可以测量EBL，否则很难确定。使用H.E.S.S.对EBL SED进行的EBL模型独立测量。切伦科夫望远镜阵列。它是从耀变体的高质量光谱再分析中提取EBL吸收信号得到的。从H.E.S.S.在9.5 sigma的显著性下检测到单独的EBL特征数据，并且将在不同谱带中获得的EBL的强度与相关的伽马射线视界一起呈现。
2017-07-20 astro-ph.CO astro-ph.HE
Probing the extragalactic background light with H.E.S.S
最近，H.E.S.S. S探测到耀变体伽马射线谱中的宇宙背景印记。和费米-LAT，开辟了在宇宙学尺度上研究伽马射线传播的道路。这篇论文讨论了目前对河外背景光（EBL）的限制，增加在TeV能量下检测到的耀变体的收集的努力，以及下一代仪器科学案例的关键部分：伽马射线宇宙学。
2013-09-23 astro-ph.CO astro-ph.HE
A new derivation of the Hubble constant from $γ$-ray attenuation using improved optical depths for the Fermi and CTA era
本研究基于 HST/CANDELS 多波段星系数据构建的 EBL 模型计算改进 γ 射线光深，并据此推导宇宙 γ 射线视界及哈勃常数和物质密度参数。
2023-11-03 astro-ph.CO astro-ph.HE
Axion searches with Fermi and IACTs
为解决强CP问题而提出的类轴子粒子（AxionLike Particles，ALP）在磁场中与光子耦合，可能导致活动星系核（AGN）等γ射线源的观测光谱发生显著变化。在这里，我们同时考虑在同一个框架中的光子/轴子混合发生在伽马射线源和一个预期发生在星系际磁场。我们表明，光子/轴子混合可以解释最近的困惑，关于观测到的光谱遥远的伽马射线源，以及最近公布的下限的EBL强度。最后，我们总结了不同的签名预期和讨论的最佳策略，以寻找ALP与费米卫星和目前的切伦科夫望远镜，如CANGAROO，HESS，MAGIC和VERITAS。
2009-08-31 astro-ph.CO astro-ph.HE
Semi-Analytic Model for Intergalactic Gamma-Ray Cascades in Extragalactic Magnetic Fields
由河外源（如耀变体）发射的初级伽马射线将在星系际空间产生电磁级联。这些级联通过电子-正电子对的产生和宇宙背景辐射的逆康普顿散射进行，主要是宇宙微波背景（CMB）和河外背景光（EBL）场。河外磁场（EGMF）的存在可能会使电子-正电子对的轨道发生偏转，并散射级联光子，可能会在源周围产生晕圈，同时抑制探测器收集的级联通量。我们开发了一个半解析模型的级联过程，并将其应用于结合GeV-TeV的数据，从费米大面积望远镜（LAT）和地面切伦科夫望远镜的高频峰值Bl Lacertae对象（HBLs），比较观测结果与模型预测使用一个强大的统计框架。下限与不同的置信水平的EGMF来自这个过程中的场强进行了讨论，在各种假设下的源寿命。
2011-09-13 astro-ph.CO astro-ph.HE
Results from MAGIC Observations of Extragalactic Relativistic Sources
主要大气伽马射线成像切伦科夫（MAGIC）实验是位于拉帕尔马加那利岛的两个17米望远镜阵列，自2009年以来以立体模式观察甚高能量（VHE）伽马射线天空。MAGIC的特点是其低能量阈值约为50 GeV，这使该系统在研究遥远的河外源方面具有独特的潜力，这些源的伽马射线发射由于河外背景光（EBL）的吸收而显着衰减。对来自河外源的GeV-TeV范围内的非热伽马射线的观测是其相对论性质的特征，因此对于我们理解这些物体的物理性质至关重要。自从立体观测开始以来，MAGIC已经观测到了大量不同类型的活动星系核（AGN），包括几个耀变体和遥远的类星体。在本文中，我们将回顾这些观测的一些最重要的结果。
2011-12-08 astro-ph.CO astro-ph.HE
A Full Resolution of the 450 μm Extragalactic Background Light
利用SCUBA-2对10个大质量星系团视场的450 μm巡天，借助引力透镜达到前所未有的深度，首次发现分立源完全解析了450 μm河外背景光，其中约一半来自亚mJy源，为星系形成模型提供了强约束。
2024-03-26 astro-ph.CO
Measurement of the expansion rate of the Universe from γ-ray attenuation
宇宙膨胀率（即哈勃常数，H 0）的测量是在这里使用的伽马射线源的光谱中观测到的伽马射线衰减，所述伽马射线源是由河外伽马射线光子与河外背景光（EBL）的光子相互作用产生的。对于Lambda CDM宇宙学，用我们的方法确定的哈勃常数为H 0 =71.8_{-5.6}^{+4.6}（stat）_{-13.8}^{+7.2}（syst）km s^{-1} Mpc^{-1}。这个值与目前使用完善的方法（如局部距离阶梯和宇宙学探测器）进行的测量是兼容的。最近通过对耀变体的多波长观测发现了宇宙伽马射线视界（CGRH），再加上对EBL认识的进步，使我们能够测量宇宙的膨胀率。这种对哈勃常数的估计表明，伽马射线天文学已经达到了足够成熟的状态，可以提供宇宙学测量，未来随着切伦科夫望远镜阵列的建设，这可能会变得更具竞争力。我们发现CGRH对哈勃常数的最大依赖性大约在红移0.04和0.1之间，因此这是规划未来观测工作的确凿证据。其他的宇宙学参数，如总的暗物质密度Ω_m和暗能量状态方程w，以及探索。
2013-06-20 astro-ph.CO
Gamma-Ray Burst Science in the Era of the Cherenkov Telescope Array
我们概述了伽马射线暴（GRB）的科学前景与切伦科夫望远镜阵列（CTA），下一代地基伽玛射线天文台运行在几十GeV以上的能量。由于其低能量阈值，大有效面积和快速回转能力，CTA将能够以前所未有的光子统计测量多GeV能量的GRB的光谱和变化，从而在阐明GRB物理学方面开辟新天地，这仍然是知之甚少。这些测量还将提供对伽玛暴中超高能宇宙射线和中微子产生的重要诊断，通过探测高红移的河外背景光和星系间磁场推进观测宇宙学，并通过高精度测试洛伦兹不变性破坏为基础物理学做出贡献。为了量化这些目标，我们提出了一些模拟观测的伽玛射线暴光谱和光变曲线，连同估计其探测率与CTA。虽然预期的探测率是适度的，每年几个伽玛暴的数量级，但一旦被探测到，每次爆发可能会达到数百个或更多的高能光子。我们还讨论了与CTA的卫星和其他设施的后续警报有关的各种问题，以及其他波长的后续观测。本文还简要讨论了在宽场观测模式下发现和观测伽玛暴的可能性。
2013-01-15 astro-ph.CO astro-ph.HE
Constraining gamma-ray propagation on cosmic distances
研究伽马射线在宇宙学距离上的传播涉及多个科学领域，重点是扩散辐射场，如河外背景光，大尺度宇宙磁性的探测，以及宇宙学和粒子物理学标准模型之外的物理学。简要回顾了机载和地面仪器对伽玛耀变体的测量、限制和观测启示。这些观测结果表明，伽马射线宇宙学是切伦科夫望远镜阵列CTA的主要科学案例之一。
2013-10-10 astro-ph.CO astro-ph.HE hep-ph
Catalog of very-high-energy emitting active galactic nuclei at high Galactic latitudes
该研究利用Fermi LAT长曝光数据开展高银纬VHE AGN巡天，通过E>100 GeV事件聚集筛选源，建立含175个高置信度源的目录并给出完备度、光度函数及高红移特征。
2025-06-10 astro-ph.CO astro-ph.HE
Sensitivity of the Cherenkov Telescope Array for probing cosmology and fundamental physics with gamma-ray propagation
切伦科夫望远镜阵列（CTA）是新一代的$γ$射线天文学地面观测站，它提供了解决天体物理学、宇宙学和基础物理学中重大未决问题的独特能力。我们研究了$γ$射线宇宙学的一些突出领域，可以探索作为CTA的重点科学项目的一部分，通过模拟观测活动星系核（AGN）和它们的相对论喷流。用CTA观测活动星系核，将使测量河外背景光的$γ$射线吸收的统计不确定度低于15%，直到红移$z=2$，并限制或检测$γ$射线晕，直到星系际磁场强度至少为0.3pG。用CTA进行的河外观测也显示出探测标准模型之外的物理学的潜力。从$γ$射线天文学得到的洛伦兹不变性破坏的最佳极限将至少提高2到3倍。CTA还将探测参数空间，在该空间中，类轴子粒子可能构成暗物质的一个重要部分，如果不是全部的话。我们的结论CTA和其他即将到来的设施，将促进$γ$射线宇宙学的增长之间的协同作用。
2021-02-26 astro-ph.CO astro-ph.HE
Progress in unveiling extreme particle acceleration in persistent astrophysical jets
宇宙中最强大的持续加速器是喷射的活动星系。耀变体，星系的喷流指向地球，主宰着河外的伽马射线天空。尽管如此，大多数高能粒子加速器很可能无法被探测到。这些极端耀变体的辐射能量峰值可超过10 TeV，是研究粒子加速和辐射过程的理想目标，并可能提供与宇宙射线和天体物理中微子的联系。在TeV能量下观测到的极端耀变体的数量越来越多，这对伽马射线宇宙学的出现至关重要，包括对河外背景光的测量，星系际磁场的严格限制，以及对人造加速器无法达到的能量下的奇异物理学的限制。在过去十年中取得了巨大的进展，这预示着未来，特别是随着切伦科夫望远镜阵列的部署。
2020-07-24 astro-ph.CO astro-ph.HE gr-qc
