Ultrahigh energy cosmic rays from nearby starburst galaxies
超高能宇宙射线是自然界中观测到的亚原子粒子中能量最高的。寻找它们神秘的起源是目前科学界面临的一个重大挑战。在这里，我们探索这些粒子来自附近的星暴星系的可能性，这一情景与最近望远镜阵列实验观察到的宇宙射线热点相匹配，该热点位于距离星暴星系M82方向不远的57~EeV以上。具体而言，我们研究的随机传播的高能宇宙射线在空间中通过国家的最先进的模拟框架CRPropa~3，考虑到所有相关的粒子相互作用以及偏转的干预磁场。为了确保对这个模型的全面理解，我们考虑了能谱，宇宙成因中微子和伽马射线，以及到达方向的分布。星暴星系的情景很好地再现了望远镜阵列和皮埃尔俄歇天文台的观测结果，使其对于解释最高能量的宇宙射线的起源非常有吸引力。
2018-05-08 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
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
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
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
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
Probing maximum energy of cosmic rays in SNR through gamma rays and neutrinos from the molecular clouds around SNR W28
银河系宇宙射线一般认为起源于超新星遗迹（SNRs），是由超新星遗迹膨胀驱动的超新星爆炸波中的扩散激波加速（DSA）过程产生的。宇宙线模型信噪比起源的一个关键问题是超新星激波中宇宙线粒子可获得的最大能量。最近有人提出，由于加速的宇宙射线引起的磁波的增长，在年轻的SNR中可能会发生激波处的有效磁场强度的放大，因此，SNR中宇宙射线所获得的最大能量可能达到膝能，而不是先前在正常磁场情况下预测的$\sim 200$ TeV。在目前的工作中，我们调查的影响TeV的伽马射线和中微子通量的分子云与SNR W28相互作用的最大能量的情况。作者计算伽马射线和中微子通量假设两个不同的值的最大能量达到宇宙射线在SNR，从CR在附近的分子云的相互作用。质子和原子核都被认为是加速粒子和靶物质。我们的研究结果表明，宇宙射线在信噪比的最大能量的问题，可以通过即将到来的伽马射线实验，大型高海拔空气簇射天文台（LHAASO）的观测解决。然而，从分子云中估计的中微子通量是目前/不久的将来一代中微子望远镜所无法达到的。
2019-05-18 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
Indication of nearby source signatures of cosmic rays from energy spectra and anisotropies
银河系宇宙射线（GCR）的起源在发现一个多世纪后仍然是一个谜。带电粒子在湍流的银河系磁场中的扩散传播使我们无法追溯到它们的加速点。然而，附近的GCR源可能会在本地测量的能量谱和到达方向的各向异性上留下印记。在这项工作中，我们提出了一个简单而自然的描述GCR的生产和传播，在一个两区盘晕扩散的情况下，与附近的源，了解最新的精确测量的能谱和各向异性的GCR。我们发现，在CREAM测量的质子和氦核的能谱以及各种实验检测到的大尺度各向异性中，都出现了一个共同的能量标度$\sim100$ TeV。这些结果表明，一个或多个本地源是非常有可能的重要贡献者GCR低于$100$ TeV。该研究为通过光谱和各向异性测量的联合努力来识别GCR源提供了一种探索。
2019-10-20 astro-ph.HE
TeV spectral bump of cosmic-ray protons and helium nuclei: the role of nearby supernova remnants
本文利用邻近超新星遗迹（尤其船帆座）的更新年龄、距离及能量依赖逃逸过程，解释了CALET和DAMPE观测到的质子与氦核在1-100 TeV的谱隆起，并验证了其与重核及膝区外全粒子谱的吻合。
2025-06-23 astro-ph.HE
Broad-band nonthermal emission from molecular clouds illuminated by cosmic rays from nearby supernova remnants
由于宇宙射线在稠密的磁化气体中的相互作用，分子云预计会发出非热辐射。如果云靠近宇宙射线加速器，并且高能粒子可以离开加速器并扩散到达云，则这种发射会被放大。我们在这里考虑的情况下，一个分子云位于附近的超新星遗迹，有效地加速宇宙射线，并逐渐释放他们在星际介质。我们计算的多波长光谱，从无线电到伽马射线是新兴的云作为宇宙射线相互作用的结果。总能量输出由伽马射线发射主导，其可以超过其他波段的发射一个数量级或更多。这表明，迄今为止探测到的一些未识别的TeV源，在其他波长上没有明显或非常弱的对应物，实际上可能与来自附近源的宇宙射线照射的云有关。此外，在某些条件下，伽马射线谱呈现出凹形，在低能量下陡峭，在高能量下坚硬。这一事实可能对GeV和TeV γ射线源光谱兼容性的研究具有重要意义。
2009-01-28 astro-ph.HE
TETRA Observation of Gamma Rays at Ground Level Associated with Nearby Thunderstorms
地球伽马射线闪光（TGFs）-来自地球雷暴的电子、正电子和高能光子的非常短而强烈的爆发-已经被卫星仪器探测到。TETRA是路易斯安那州立大学的NaI（Tl）电离器阵列，现在已被用于探测地面上50 keV至2 MeV以上的伽马射线的类似爆发。经过2.6年的观测，已经探测到24个持续时间为0.02- 4.2毫秒的事件与附近的闪电有关，其中三个事件是由相距约1000米的探测器观测到的重合事件。9个事件发生在6毫秒和3英里的负极性云对地雷击与测量电流超过20千安。这里报告的事件构成了第一个在地面上观察到的TGFs目录，靠近加速站点。
2013-12-19 astro-ph.HE
Spectrum and Anisotropy of Cosmic Rays at TeV-PeV-energies and Contribution of Nearby Sources
研究了邻近星系源超新星遗迹在高能宇宙射线观测能谱和各向异性形成中的作用。这些来源的列表是根据无线电，X射线和伽马射线目录组成的。远源被统计地处理为具有随机位置和年龄的源的集合。根据超新星遗迹中宇宙线加速的现代理论定义了源谱，并在星系扩散模型框架下描述了宇宙射线在星际介质中的传播。各向异性的计算是为了再现获得二维各向异性的实验过程。计算结果与宇宙线数据作了详细的比较。我们同时解释了新的宇宙射线数据的膝关节周围的所有粒子谱的精细结构和振幅和方向的偶极子分量的各向异性在宽的能量范围1 TeV - 1 EeV。所做的假设看起来并不奇怪，它们证实了现代对宇宙射线起源的理解。
2013-12-19 astro-ph.HE
High-energy Gamma-rays from Magnetically Arrested Disks in Nearby Radio Galaxies
来自附近射电星系的GeV伽马射线的起源是未知的。提出了中心黑洞（BH）周围磁制动盘（MAD）的强子发射作为一种可能的情况。粒子在MAD中通过磁重联和随机湍流加速而被加速。我们从Fermi 4LAC-DR 2星表中挑选出15个GeV波段最亮的射电星系，并应用MAD模型。我们发现，当吸积率小于爱丁顿吸积率的0.1%时，我们可以用MAD模型解释GeV波段的数据。在较高的吸积速率下，由于大量低能光子的存在，GeV的γ射线被双光子相互作用吸收。如果我们假设另一个由磁重联给出的电子加热速率的公式，MAD模型就不能再现我们大多数样本的GeV数据。这表明电子加热速率是至关重要的。我们还将MAD模型应用于Sgr A*，发现在银河系中心观测到的GeV γ射线不是来自Sgr A* 的MAD。我们从Sgr A* 估计宇宙射线强度，但它太低，无法解释地球上的高能宇宙射线强度。
2022-07-21 astro-ph.HE
Probing the "Sea" of Galactic Cosmic Rays with Fermi-LAT
来自巨分子云（GMC）的高能$γ$射线携带着银河系宇宙射线（CR）空间和能量分布的直接信息。最近公布的GMC目录包含了足够大质量的云，可以用作气压计，通过它们的$γ$射线发射，探测银河系盘上CR的密度。根据\fermi{}的数据，我们报告了在12.5kpc距离内的19个巨星系中发现的$γ$射线信号。从这些天体的$γ$射线和CO观测以及从属于古尔德带复合体的一些附近云层中获得的CR密度的银河系中心径向分布揭示了一个均匀的CR“\textquotedblleft \textquotedblleft海”，其密度恒定，光谱形状接近于直接（局部）测量的CR通量。我们发现，只有在银河系中心4- 6千秒差距环的某些地方，CR密度增强，才明显偏离了\textquotedblleft海平面。此外，我们还发现了同一个4- 6 kpc环内不同位置的CR密度起伏的线索。下一代$γ$射线探测器基于更高质量的数据和更密集的银河系距离覆盖范围来证实这一结果，将对理解银河系CR的起源产生巨大的影响。
2019-10-17 astro-ph.HE
Nearby source interpretation of differences among light and medium composition spectra in cosmic rays
最近AMS-02报告了初级宇宙射线中质量成分（氖、镁、硅）能谱的精确测量结果，揭示了与轻成分（氦、碳、氧）不同的性质。本文提出了一个近源方案，并结合背景源的贡献，来解释宇宙线Ne，Mg，Si的新测量谱，特别是它们与He，C，O谱的差异。它们在高能量下的差异可以自然地由附近源的元素丰度来解释。具体地说，Ne、Mg、Si元素的近源与背景的丰度比比He、C、O元素的丰度比低$\sim1.7$倍。这种差异可能是由于祖星的恒星演化或附近源的加速过程/环境的丰度差异。这一方案可以同时解释CREAM/NUCLEON/DAMPE最近揭示的宇宙线谱的高能谱软化特征以及大尺度各向异性的能量依赖行为。据预测，Ne，Mg，Si组的PeV能量以下的偶极各向异性振幅小于He，C，O组，这可以用未来的测量进行测试。
2020-08-25 astro-ph.HE
Magnetically Induced Anisotropies in the Arrival Directions of Ultra-high-energy Cosmic Rays from Nearby Radio Galaxies
在强结构河外磁场（EGMF）模型的假设下，对超高能宇宙射线的到达方向进行了详细的模拟。离开半人马座A、室女座A和天炉座A的粒子传播到地球，模拟的各向异性信号与皮埃尔·俄歇和望远镜阵列合作组织发表的偶极子和热点进行比较。的EGMF结构上产生的事件在本地源的到达方向的优势。室女座A方向事件的缺失与EGMF引起的强烈偏离有关。证据表明，这三个来源有助于在三个检测到的热点方向的事件过多。在这里考虑的EGMF下，M82被证明对望远镜阵列天文台测量的热点没有贡献。
2021-12-04 astro-ph.HE
Cosmic Ray Antiprotons from Nearby Cosmic Accelerators
PAMELA实验测量的反质子通量可能来自银河系的宇宙射线源。这些反质子预计将在宇宙射线质子和原子核与冷质子的相互作用中产生。伽马射线也在某些宇宙加速器内部的类似相互作用中产生。我们考虑费米LAT观测到的几个附近的超新星遗迹。其中许多与分子云有关。伽马射线已被检测到从这些来源，最有可能起源于衰变的中性介子产生的强子相互作用。利用这些信噪比观测到的γ射线通量，分析了它们对地球附近观测到的宇宙射线反质子通量的贡献。
2015-01-07 astro-ph.HE
Probing the origin of cosmic rays in Cygnus Cocoon using ultrahigh-energy gamma-ray and neutrino observations
最近HAWC和LHAASO天文台从费米-LAT 4FGL源4FGL J2028.6+ 4110 e（天鹅座茧）方向观测到的高达100 TeV和1.4 PeV的高能伽马射线，表明它们的产生是在轻子过程中的强子起源。IceCube中微子天文台报告了IceCube-201120 A，这是一个来自同一方向的中微子事件，表明天鹅茧可能对应于高能宇宙射线的最合理来源之一。本文研究了中微子事件与观测到的天鹅茧超高能γ射线之间的表观关系，以探讨它是否可以用加速宇宙射线与周围物质的强子相互作用来一致地解释。我们的发现表明轻子机制和纯强子机制对理解总电磁波谱以及观测到的中微子事件都有相当大的贡献。对天鹅座茧中预期的μ子中微子事件的估计与冰立方多年观测中迄今为止检测到的一个μ子中微子事件一致。因此，我们的研究结果表明，天鹅座茧是一个银河系宇宙射线源的潜力，能够加速至少高达PeV的能量。
2023-03-06 astro-ph.HE
Probing the Galactic Origin of the IceCube Excess with Gamma-Rays
冰立方合作组织最近报告了高能地外中微子通量的证据。在两年的运行过程中，观测到28个能量在30 TeV和1.2 PeV之间的事件，而预计只有10.6个事件来自常规大气背景。导致冰立方过剩的强子相互作用也将产生一股高能伽马射线，可以作为源方向和距离的探测器。我们表明，现有的TeV PeV扩散伽马射线的限制支持的解释，冰立方过剩主要是河外起源。然而，我们指出，伽马射线调查是有偏见的，在北半球，而最近的冰立方数据初步显示南天的偏好弱。银河系中微子源，如超新星和超超新星的残余物可能的次优势贡献与目前的伽马射线极限略有一致。这强调了未来在南半球，特别是在银河系中心周围的扩展区域，包括费米泡的扩散TeV到PeV伽马射线调查的重要性。
2014-07-15 astro-ph.HE
X-rays from the Nearby Compact Emission Line Galaxy NGC 2366
本研究利用 Chandra 观测近邻 LCG NGC 2366，在 knot B 外流顶点发现可变点状 X 射线源，表明致密天体吸积可能为驱动 LyC 逃逸的外流供能。
2024-05-21 astro-ph.HE
Probing Cosmic Rays with Fe K$α$ Line Structures Generated by Multiple Ionization Process
超新星遗迹被认为是银河系宇宙射线的主要加速场。最近的X射线研究揭示了中性Fe K $α$线发射致密气体在附近的一些SNR，这可以最好地解释为K壳层电离的Fe原子在气体中的亚相对论粒子加速的SNR。在这封信中，我们提出了一种新的方法来限制在SNR中加速的粒子的组成，这是目前未知的。当高能重离子与靶原子碰撞时，其强库仑场很容易引起靶的多个内壳层电子同时射出。这导致特征X射线线能量的变化，形成独特的光谱结构。在中性Fe K $α$线中检测到这样的结构强烈支持粒子电离的情况，并进一步提供了加速粒子中重离子的直接证据。利用原子碰撞数据，我们构建了一个模型的Fe K $α$线结构的各种弹丸离子。
2020-05-21 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
Nearby supernova remnants and the cosmic-ray spectral hardening at high energies
CREAM、TRACER和ATIC实验最近对几个核物种的宇宙射线谱的测量表明，在TeV能量下幂律谱指数发生了变化。可能的解释包括宇宙射线的非线性扩散冲击加速，银河系中较高和较低能量下不同的宇宙射线传播特性以及附近源的存在。在本文中，我们表明，如果超新星遗迹是我们银河系中宇宙射线的主要来源，附近遗迹的影响可以负责所观察到的光谱变化。使用的刚性依赖逃逸的宇宙射线从超新星遗迹，我们解释了明显观察到的性质，硬化的氦光谱发生在相对较低的能量相比，质子，光谱硬化不持续超过$\sim (20-30)$ TeV的能量。
2011-12-16 astro-ph.HE
Gamma-rays Associated with Nearby Thunderstorms at Ground Level
TGF和能量雷暴屋顶阵列（TETRA）是位于路易斯安那州巴吞鲁日路易斯安那州立大学校园屋顶的碘化钠辐射器阵列。从2010年7月到2014年3月，TETRA探测到了与附近（< 8公里）雷暴相关的能量为50 keV - 2 MeV的伽马射线爆发，持续时间为28毫秒。从近源观测地面地面伽马闪光的能力允许对产生这些事件的风暴单体进行独特的分析。将介绍初步分析的结果。
2014-08-07 astro-ph.HE astro-ph.IM
Nearby sources in the transition region between Galactic and Extragalactic cosmic rays
在这篇论文中，我们提出了一种可能的解释，即在膝盖和脚踝之间的所有粒子谱中存在一个显著的精细结构，以及最近在通卡133和卡斯卡德格兰德实验中测量到的10^17 eV附近的高含量重核。在这个模型中，Ia型超新星的宇宙射线的产生提供了在膝盖周围观测到的宇宙射线（CR）通量。从所有粒子谱中减去这些源的贡献，我们得到了银河系和河外CR之间过渡区的CR剩余通量，范围为10^17-5 10^18 eV。得到的光谱在能量（2-3）10^17 eV处也有一个明显的拐点，斜率g1 ~ 1.8+-0.3和g2 ~3.4。我们分析了已知的银河系源的可能贡献，发现在形式上对过渡区有显著贡献的最佳候选者是Cas A。该源具有许多不寻常的特性，被认为是IIb型SNR。然而，我们发现，从10^17 eV开始的CR河外起源的假设似乎更现实。
2013-03-15 astro-ph.HE
eROSITA - Nearby Young Stars in X-rays
X射线巡天非常适合探测、识别和研究年轻恒星，因为它们具有高水平的磁活动，因此X射线亮度也很高。光谱-伦琴-伽马（SRG）卫星上的eROSITA仪器将进行X射线全天勘测，其灵敏度将超过现有数据一个数量级。这项为期4年的调查预计将在X射线中探测到50多万颗恒星和恒星系统。
2015-10-05 astro-ph.HE astro-ph.SR
Transient High-energy Gamma-rays and Neutrinos from Nearby Type II Supernovae
在爆炸前，稠密的风环境（或星周介质）可能是规则的II型超新星（SNe）普遍存在的，与SN喷出物的相互作用可能导致风爆发事件。SN喷出物与风的相互作用产生的冲击波可以加速质子，随后高能γ射线和中微子可以从非弹性pp碰撞产生。在这项工作中，我们提出了详细的计算的γ射线和中微子的生产定期II型SNe。该计算是通过应用随时间变化的动态和质子分布的演变，使发射可以显示在不同的时间。结果表明，在类SN 2013 fs风环境中，Fermi/LAT和CTA分别在<2-3 Mpc的时间窗内探测到数GeV和~ 100 TeV的γ射线，并且当风环境较密时，可以在更远的距离探测到γ射线。此外，我们发现，风爆发的规则II型SNe的扩散中微子通量的贡献是次主导假设所有的II型SNe是SN 2013 fs的，而对于一个更密集的风环境的贡献可能是显着的300 TeV以上。
2019-01-17 astro-ph.HE
Fermi LAT Study of the Cosmic-rays and the Interstellar Medium in Nearby Molecular Clouds
我们报告了用{ \it Fermi}大视场望远镜（LAT）对来自附近分子云Chamaeleon、R Coronae Australis（R CrA）以及Cepheus和Polaris耀斑区域的星际伽马射线发射的分析。它们是最近的分子云复合体之一，距离太阳系300 pc以内。这些分子云中的宇宙射线（CR）与星际气体相互作用产生的γ射线辐射对研究太阳系附近分子气体的CR密度和分布是有用的。从250 MeV到10 GeV，这三个区域的γ射线发射率约为（6- 10）$\times$ 10 $^{-27}$光子s $^{-1}$ sr $^{-1}$ H原子$^{-1}$，表明即使考虑系统不确定性，CR密度的变化也为$\sim$的20%.分子质量校正比$X_{\rm CO} = N{\rm (H_2)}/W_{\rm CO}$在三个区域之间约为（0.6- 1.0）$\times$ 10 $^{20}$ H $_2$ -molecule cm $^{-2}$（K km s $^{-1}$）$^{-1}$，表明$X_{\rm CO}$在太阳系附近存在变化。根据所得到的$X_{\rm CO}$值，我们计算了这些分子云中由\Wco \示踪的分子气体的质量。此外，在原子和分子气体之间的界面处也推断出类似数量的暗气体。
2013-03-08 astro-ph.HE
Anisotropies of different mass compositions of cosmic rays
宇宙线核在$\sim 200$ GV以上的光谱硬化和10 T附近的软化、PeV附近的全粒子谱的拐点以及100 TeV附近大尺度各向异性的振幅和相位的变化，表明了银河系宇宙射线起源和输运的复杂性。已经表明，附近的源（S）是最有可能的光谱和各向异性的这种光谱特征的原因。在这项工作中，我们研究了不同质量组成（或质量群）的宇宙射线在这个邻近源模型中的各向异性特征。我们表明，即使来自附近源分量的光谱特征与来自例如，远源的总体，各向异性特征更显着被识别。通过DAMPE和HERD等空间实验以及LHAASO等地面实验对宇宙射线的每种质量成分（组）的各向异性进行测量，预计不久的将来将能够对这一设想进行严格检验。
2019-12-12 astro-ph.HE
No X-rays from the very nearby Type Ia SN2014J: constraints on its environment
对非常接近的Ia型超新星SN\，2014 J（Dl=3.5 Mpc）周围爆炸后环境的深X射线观测表明，在爆炸后t~20天，在亮度L<7 × 10 ^{36} erg/s（0.3-10 keV）时没有X射线辐射。我们在超新星激波向上散射光子的逆康普顿辐射的背景下解释了这个极限，并将恒星祖先系统爆炸前的质量损失率限制在<10^{-9} M_sun yr-1（风速v_w=100 km/s）。或者，SN激波可能膨胀到密度$n_CSM<3 cm-3的均匀介质中.这些结果排除了在终端爆炸之前具有稳定质量损失的单简并（SD）系统，并将外拉格朗日点处的转移材料损失的分数限制为<1%。允许的祖先是（i）WD-WD祖先，（ii）具有不稳定氢燃烧的SD系统，经历复发时间t<300年的复发性新星爆发和（iii）在爆炸前停止质量损失的恒星。
2014-05-07 astro-ph.HE
Cosmic rays, gas and dust in nearby anticentre clouds : I -- CO-to-H2 conversion factors and dust opacities
我们的目标是探索尘埃排放和射线探测附近的反中心区域的星际介质的属性的能力，使用费米大面积望远镜（LAT）的伽马射线观测，和热尘埃的光学厚度从普朗克和IRAS观测推断。特别是，我们的目标是量化的潜在变化，在宇宙射线密度和尘埃性质的气体核子在不同的气相和不同的云，并在测量CO到H2的转换因子，X $_{CO}$，在不同的环境。我们已经从HI 21-cm和$^{12}$ CO 2.6-mm谱线发射的银河系盘背景中分离出6个在速度和距离上相干的邻近反中心云。我们共同模拟的伽马射线强度记录在0.4和100 GeV之间，并在353 GHz的尘埃光学深度作为HI-明亮，CO-明亮，电离气体成分的组合。来自尘埃发射和伽马射线的补充信息被用来揭示HI、自由-自由和$^{12}$ CO发射所看不到或追踪不良的气体，即（i）在原子-分子跃迁处存在于暗中性介质中的不透明HI和扩散H $_2$，以及（ii）在$^{12}$ CO谱线饱和处添加的致密H $_2$。测量到的星际伽马射线谱支持能量超过几个GeV的宇宙射线均匀地穿透云层。我们发现，随着气体密度的增加，颗粒的不透明度逐渐增加。在受到恒星辐射很好屏蔽的冷分子区域，这种增加达到了4到6倍。因此，从尘埃中得到的X $_{CO}$因子系统地比伽马射线估计值大30%到130%。我们还评估了每个云的平均γ射线X $_{CO}$因子，并发现X $_{CO}$从扩散…
2017-03-15 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
Probing Hadronic Interactions with Cosmic Rays
本文探讨利用高能宇宙射线在地球大气层中产生的广延大气簇射（EASs）的精确测量，来探究无法用第一性原理和现有对撞机实验描述的QCD非微扰区低动量转移下的强子相互作用与多粒子产生过程。
2023-02-14 astro-ph.HE hep-ex
Prospects of detecting a large-scale anisotropy of ultra-high-energy cosmic rays from a nearby source with the K-EUSO orbital telescope
KLYPVE-EUSO（K-EUSO）是计划中的超高能宇宙射线轨道探测器，将部署在国际空间站上。预计K-EUSO在天球上的照射量是均匀的，在两年的飞行任务中，在57 EeV以上的能量下记录120至500个UHECR。我们采用TransportCR和CRPropa 3软件包来估计用K-EUSO探测来自附近源的超高能宇宙射线的大尺度各向异性的前景。附近的活动星系核半人马座A、M82、NGC 253、M87和天炉座A被认为是UHECR的可能来源。为了确定性，选择了Kachelriess、Kalashev、Ostapchenko和Semikoz（2017）提出的河外宇宙射线和中微子的极小模型。我们证明，观察$\gtrsim300$事件将允许检测一个大规模的各向异性提供的分数从源事件是$\simeq$ 10- 15%，取决于一个特定的源具有高的置信水平。阈值分数随着样本量的增加而减小。我们还讨论了如果一个overdensity起源于附近的源可以观察到在脚踝周围的情况下，发现一个类似的各向异性超过57 EeV。结果是通用的，并为其他未来的实验与均匀曝光的天球。
2019-08-15 astro-ph.HE astro-ph.IM
Probing cluster environments of blazars through gamma-gamma absorption
大多数耀变体都被认为存在于巨大的椭圆星系中，但它们的星系团环境还没有被彻底研究过。星团环境可能包含由附近星系和/或星团内恒星产生的低能光子辐射场，这些辐射场产生弥散的星团内光。这些辐射场可以吸收非常高能量的伽马射线（$E\gtrsim100$ GeV; VHE）并且触发对级联，其中通过在周围辐射场上的逆康普顿散射进一步产生具有较低能量的后续伽马射线，在观察到的光谱形状中留下特征印记。耀变体光谱形状的变化反映了其周围介质的性质。然而，我们发现，无论是集群内的光，也不是一个单独的附近星系的辐射场可以导致大量的伽马-伽马吸收。只有在多个$\gtrsim5$发光的邻近星系的情况下，才有可能发生大量的伽马-伽马吸收。这种情况在局域宇宙中是找不到的，但在更大的红移（$z\gtrsim2$）下是可能的。由于VHE伽马射线从这样的距离预计将被强烈吸收的河外背景光，我们认为可能的签名的伽马射线诱导对级联计算预期的GeV通量似乎低于费米灵敏度，即使是$\sim10$附近的星系。
2014-10-31 astro-ph.HE
Could nearby star-forming galaxies light up the point-like neutrino sky?
恒星形成和星暴星系是著名的宇宙射线库，预计主要通过强子碰撞发射伽马射线和中微子。在这封信中，我们分析了10年的费米-LAT光谱能量分布的13个附近的星系的物理模型，该模型考虑了高能质子运输的星暴核，包括初级和次级电子的贡献。特别是，我们测试的假设，观察到的伽马射线通量主要是由于恒星形成活动，与现有的恒星形成率来自红外和紫外线观测。通过这种基于观测的方法，我们确定了最有可能的中微子对应的恒星形成和星暴星系，并定量评估当前和即将到来的中微子望远镜检测它们作为点状源的能力。值得注意的是，我们发现，小麦哲伦云和圆规星系的核心是潜在的可观察的KM 3 NeT/ARCA 6年的观察。此外，大多数附近的星系可能只是KM 3 NeT和IceCube-Gen 2点状灵敏度的几个因素。在研究了从这些来源探测TeV以上能量的伽马射线的前景后，我们得出结论，即将到来的望远镜对高能中微子和伽马射线的联合观测将是对我们的发射模型的客观检验，并可能提供令人信服的证据，证明恒星形成活动是中微子产生的示踪剂。
2021-10-06 astro-ph.HE
Nearby SNR: a possible common origin to multi-messenger anomalies in spectra, ratios and anisotropy of cosmic rays
在过去的几年中，观测到了多信使异常，包括原子核、轻子、$\bar p/p$和B/C比值的光谱硬化或过剩，以及各向异性反转。AMS-02实验还揭示了正电子和电子在284 GeV和TeV以上的不同光谱断裂。人们自然会问，所有这些异常现象是否都源于一个统一的物理场景。在这项工作中，空间相关的传播（SDP）与附近的SNR源，以重现上述异常。SNRs周围可能存在致密的分子云（DMC），次级粒子可能是加速的初级宇宙射线与DMC发生碰撞或碎裂而产生的。其结果是，可以很好地再现一次粒子、二次粒子以及$B/C$和$\bar p/p$的比率的光谱硬化。由于在源年龄为330 kyrs时的能量损失，从测量结果中暗示出初级电子的特征谱断裂在约1 TeV处。来自带电π介子的次级正电子和电子从其母粒子吸收$5\%$能量，因此正电子能谱在$\sim$ 250 GeV处截止。因此，正电子和电子的不同谱折以及其他异常可以在这个统一的物理方案中实现。更有趣的是，我们还获得了Li，Be，B等次级粒子在5 TV处的光谱截止等特征结构，这可以用来验证我们的模型。我们希望这些标记的结构可以在未来的新一代星载实验HERD观测。
2022-12-12 astro-ph.HE
Understanding the galactic cosmic ray dipole anisotropy with a nearby single source under the spatially-dependent propagation scenario
最近对银河系宇宙线到达方向偶极各向异性的研究表明，TeV-PeV偶极各向异性的振幅并不满足简单的幂律，而且在能量为$0.1\sim0.3$ PeV处存在快速的相位变化。在这项工作中，我们认为，偶极各向异性的振幅和相位随能量的演化可以复制下的空间依赖的传播方案与附近的单个源添加。结果表明，在空间相关的传播情景下，附近的单个源对$0.1\sim0.3$ PeV以下的宇宙线梯度有显著影响，导致该能区的偶极各向异性相变.银河系宇宙射线的偶极各向异性振幅也可以维持在较低的水平，这与地下μ子和空气簇射实验的观测结果一致。
2019-01-02 astro-ph.HE
Nearby low-luminosity GRBs as the sources of ultra-high energy cosmic rays revisited
低光度伽马射线暴（GRB）与光度。10^49erg/s的伽玛暴可能与经典的高光度伽玛暴不同。它们是迄今为止在~ 100 Mpc（超高能宇宙射线（UHECR）的视界距离）内探测到的最明亮的天体，因此它们被认为是UHECR的候选源。最近有人认为，UHECR的能量产生率比费米卫星测量的长伽玛暴的伽马射线光子的能量产生率大得多，如果这是真的，将挑战伽玛暴可以是UHECR源的观点。我们认为，许多低亮度伽玛暴，由于其低亮度，不能触发目前的伽玛暴探测器，因此，他们的贡献本地伽玛射线能量产生率是失踪。我们发现，真正的本地能源生产率低光度伽玛暴，考虑到缺失的部分，这构成了总量的主要部分，可能足以说明的通量UHECR。由于低光度，只有中等质量或重核可以被加速到~ 10^20 eV。我们讨论了这些UHE核在低亮度伽玛暴中的加速和存活，特别是在那些缺失的低亮度伽玛暴中。最后，计算了整个低光度GRB粒子群中伴随的漫射中微子通量。
2011-08-07 astro-ph.HE
Energy Spectrum and Mass Composition of Ultra-High-Energy Cosmic Rays Originating from Relativistic Jets of Nearby Radio Galaxies
本研究采用新型源能谱模拟邻近射电星系UHECR传播，发现其能谱与质量组成在最高能量处呈现南北天半球差异。
2025-06-18 astro-ph.HE
A new nearby PWN overlapping the Vela Jr SNR
PSR J 0855 -4644是一颗高能脉冲星（Edot = 1.1x10^36 erg/s，P=65 ms），由帕克斯多波束巡天在超新星遗迹RX J0852.0-4622（又名船帆座）东南边缘附近发现。脉冲星的位置与X射线和TeV伽马射线的增强在空间上一致，这可能代表它的脉冲星风星云（PWN）。我们用XMM-牛顿观测揭示了脉冲星的X射线对应物以及周围的扩展发射，从而证实了PWN的建议。脉冲星的X射线吸收柱密度与12 CO观测值（追踪致密气体）的比较被用来推导脉冲星距离的上限（d< 900 pc），并讨论脉冲星与Vela Jr SNR的可能关联。这种新的距离估计意味着脉冲星就在附近，因此可能对观测到的宇宙射线轻子（e-/e+）光谱有很大贡献。
2011-09-20 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
A nearby source of ultra-high energy cosmic rays
基于Telescope Array观测到的244 EeV高能宇宙射线事件，本文推导出最近超高能宇宙射线源距离上限为5 Mpc，并首次约束了发射重核的源数密度下限。
2024-03-14 astro-ph.HE
Probing Axion Like Particle-Proton Interactions through the Interplay of Dark Matter and Cosmic Rays in Large-Scale Structure
Stellenbosch University（斯泰伦博斯大学）
本研究利用暗物质晕内类轴子暗物质与宇宙线质子的散射产生的弥散γ射线，通过费米LAT的未分辨γ射线背景与2MRS星系表的交叉关联，提出了探测类轴子粒子-质子相互作用的新方法，为间接暗物质搜寻开辟了新途径。
2026-08-05 astro-ph.HE
Survey of nearby active galactic nuclei with the HAWC Observatory
高海拔水切伦科夫天文台（HAWC）具有宽视场（FOV，$\sim$ 2 sr）和高占空比（$\sim$ 95\%），这使其成为TeV γ射线源的强有力的调查和监测实验。我们提出了一个系统的调查伽玛射线源的费米3FHL目录的基础上。源仅限于HAWC的视野（12月19日$^\circ$ $\pm$ 40 $^\circ$）和红移为0.001 $<$ z $<$ 0.3的河外源。河外γ射线源主要是活动星系核，TeV γ射线源主要是BL Lac型耀变体。利用高能γ射线研究活动星系核，为了解这些天体喷流中粒子加速的极端过程打开了一扇新的窗口，也为研究光子传播和河外背景光提供了一条途径。我们已经提高了HAWC的灵敏度在低能量（100 GeV至1 TeV）的基础上的螃蟹脉冲星，这是一个很好的TeV的伽马射线校准源。我们将介绍用改进的分析方法寻找和监测活动星系核的结果。
2017-08-18 astro-ph.HE
Deciphering the spectral bumps of Galactic cosmic rays through gamma-ray observations of nearby molecular clouds
本研究通过分析邻近巨分子云的伽马射线谱特征，提出利用LHAASO等观测检验银河宇宙射线谱凸起是否源于邻近源，并可通过谱指数能量依赖性约束源距离。
2025-01-24 astro-ph.HE hep-ph
Probing cosmic ray escape from η Carinae
本文利用Fermi-LAT数据研究η Carinae逃逸宇宙线与周围物质的相互作用，发现其对系统γ射线辐射有显著贡献，并探测到分子云超出辐射，表明可能存在其他宇宙线源。
2023-09-07 astro-ph.HE
Probing Galactic Diffuse TeV Gamma-Ray Emission with the HAWC Observatory
银河系弥散TeV伽马射线辐射是由高能宇宙射线粒子与银河系中的物质和辐射相互作用产生的。对银河系弥散TeV γ射线辐射的测量将对银河系宇宙射线的加速和传播提供强有力的约束。高海拔水切伦科夫（HAWC）天文台位于墨西哥中部海拔4100米处，对数百GeV至约100 TeV的伽马射线敏感。由于其2球面度的大视场和出色的背景估计，HAWC具有独特的能力来观察大型扩展源，如银河系漫发射。我们提出的分析策略，以检测银河系的弥漫性排放与HAWC，包括技术，以消除污染的本地来源。
2017-09-11 astro-ph.HE
Probing the Extent of Fe K$α$ Emission in Nearby Active Galactic Nuclei using Multi-Order Analysis of Chandra High Energy Transmission Grating Data
我们提出了一个狭窄的Fe K $α$线在七个明亮的，附近的活动星系核，已被广泛观察到的钱德拉高能透射光栅（HETG）的研究。HETG数据显示，Fe K $α$谱线在一级谱中比在二级和三级谱中宽，我们认为这是Fe K $α$发射空间扩展的结果。我们利用这些差异在窄Fe K $α$线宽度的多级钱德拉HETG光谱，以确定在每个对象中的发射材料的空间范围和固有速度宽度。我们发现，有适度的证据，在每个对象的空间扩展发射，相应的扩展$r\sim5-100$个人电脑。这些距离明显大于假设重力运动的速度宽度所推断出的距离，后者给出了$r\sim0.01-1$ pc。这意味着要么气体是在一个半径范围内发射，较小的半径主导速度宽度，较大的半径主导空间范围，或者气体表现出非引力运动，我们认为这将是由于轻微的过度红移线和速度超过自由落体速度的外流。我们还使用空间范围的信息来估计发射气体的质量，通过计数发荧光的铁原子，发现质量的顺序为$M_\mathrm{gas}\sim10^5-10^8\,M_\odot$。未来的工作与天文台，如XRISM将能够扩展这项研究到更多的活动星系核和减少不确定性，由于高阶HETG数据的低信噪比。
2022-07-21 astro-ph.HE
Probing extreme astrophysical accelerators through neutrino anisotropy
本研究提出利用超高能中微子天空的各向异性来探测极端天体物理加速器的宇宙分布，并首次据此测量超高能中微子及宇宙射线源的演化。
2023-08-18 astro-ph.HE
Gamma-ray Novae: Rare or Nearby?
经典新星在费米LAT观测中被发现是一个令人惊讶的伽马射线源。在LAT发射后的前8年里，总共探测到6颗伽马射线大于5 sigma的新星，而同期发现的69颗新星是光学新星。我们试图解决这一矛盾，假设所有的新星是伽马射线发射器，并分配峰值一天的流量的基础上一个平坦的分布已知的发射器的模拟人口。为了确定光学参数，在M31中的隆起和盘新星的空间分布和大小按比例缩放到银河系，我们近似为一个圆盘，半径为20 kpc，椭圆形隆起，半长轴为3 kpc，轴比为2：1，在xy平面。我们用一个双指数盘来近似银河系的红化，其垂直和径向标度高度分别为r_d = 5 kpc和z_d = 0.2 kpc，并证明即使是这样一个基本的模型也可以很容易地再现所观测到的伽玛射线新星的比例，这意味着这些表面上罕见的源实际上就在附近，而不是本质上罕见的。我们的结论是，用费米LAT在γ射线中很有可能发现m_R < 12，~8 kpc以内的经典新星。
2016-10-31 astro-ph.HE
Hard TeV Gamma-Ray Afterglows of Nearby GRB 190829A as a Tentative Signature of Ultra-High-Energy Cosmic Rays Accelerated in Gamma-Ray Burst Jets
本研究针对近邻GRB 190829A的硬TeV伽马射线能谱，提出结合电子自康普顿散射与超高能质子同步辐射的模型，获得了质子能量与总能量的试探性上限，并指出早期观测对揭示超高能质子群至关重要。
2023-04-20 astro-ph.HE
