Spectrum and composition of galactic cosmic rays accelerated in supernova remnants
考虑到不同类型超新星遗迹演化过程中的磁场放大和Alfvenic漂移,计算了超新星遗迹激波加速的高能质子和核的能谱。得到了宇宙射线在银河系中传播后的总能谱和元素组成。
2009-12-28 astro-ph.GA astro-ph.HE
Observing Supernova Neutrino Light Curves with Super-Kamiokande. IV. Development of SPECIAL BLEND: a New Public Analysis Code for Supernova Neutrinos
本文开发了公开分析代码 SPECIAL BLEND,基于原中子星冷却阶段中微子解析模型快速估计超新星参数,在超级神冈和顶级神冈中分别可在约20 kpc和60 kpc距离内实现10%以内的参数估计精度。
2023-04-11 astro-ph.HE astro-ph.SR
Observing supernova neutrino light curve in future dark matter detectors
研究了在未来的直接探测暗物质的吨级探测器中,通过相干弹性中微子-核散射(CENNS)过程观测超新星中微子的可能性。特别是,我们专注于区分SN中微子发射的各个阶段的可能性。最近的长期巴塞尔/达姆施塔特模拟的中微子发射率被用来计算预期的事件率。与早期的模拟模型相比,最近最先进的SN模拟预测不同中微子口味之间的通量更接近,平均能量更低。我们发现,我们估计的总事件发生率通常比使用旧的模拟模型预测的低两个因素。我们进一步发现,在探测器的时间分辨率(~ 10 ms)和能量阈值的乐观假设下,(~ 0.1 keV),与SN的吸积阶段相关的中微子原则上可以用例如10吨重的中微子探测器标定出来,尽管区分与爆炸的中子化爆发阶段相关的中微子通常需要几十吨的能量探测器本文还讨论了从SN中微子的CENS研究非电子味中微子性质的可能性。
2013-09-17 astro-ph.HE astro-ph.SR hep-ph
A revised catalogue of 294 Galactic supernova remnants
提出了一个银河系超新星遗迹(SNRs)的修订目录,以及一些简单的统计数据。自2014年发布的上一版以来,目录中增加了六个新的特殊重要区域,六个条目被删除,因为它们被确定为HII区域,目录中的条目数量为294个。一些简单的统计残留物的目录中,和适用的选择效果,进行了讨论,以及一些最近提出的银河SNR候选人。
2019-08-01 astro-ph.GA astro-ph.HE
Theoretical $Σ$-$D$ Relations for Shell-Type Galactic Supernova Remnants
超新星遗迹的射电表面亮度($Σ$)与直径($D$)之间的关系在天文学中具有重要意义。本文在Duric \& Seaquist(1986)绝热相工作的基础上,对壳型超新星遗迹辐射相进行了细致的研究,得到了1GHz下壳型超新星遗迹辐射相的理论$Σ$ - $D$关系.利用这些理论上的$Σ$ - $D$关系,我们还从观测数据中粗略地确定了一些超新星遗迹的位相。
2019-01-27 astro-ph.GA astro-ph.HE
Observing Supernova Neutrino Light Curves with Super-Kamiokande. III. Extraction of Mass and Radius of Neutron Stars from Synthetic Data
中微子保证可以从下一个银河系超新星(SN)中观测到。可见光和引力波也是可以观测到的,但如果超新星在星系中的位置或爆炸的细节不合适,可能很难观测到。观测下一颗超新星的关键是首先利用中微子了解各种物理量,然后将它们与其他信号联系起来。本文介绍了用Super-Kamiokande观测到的银河系超新星爆炸中微子事件的Monte Carlo抽样计算。中微子发射的解析解代表了超新星中微子-光变曲线的长期演化过程。它给出了通过反β衰变相互作用的事件率和事件谱,并给出了明确的模型参数依赖关系。通过使用解析解拟合最小二乘法对这些模拟样本数据进行参数估计。结果表明,对于8 kpc的星系SN,可以分别以$\sim 0.1M_\odot$、$\sim 1$ km和$\sim 10^{51}$ erg的精度确定SN产生的残余中子星的质量、半径和总能量。
2022-04-18 astro-ph.HE astro-ph.SR
An updated catalogue of 310 Galactic supernova remnants and their statistical properties
本文更新了银河系超新星遗迹目录至310个,新增21个、移除5个(实为HII区),并分析了其统计性质及识别中的选择效应。
2024-11-05 astro-ph.GA astro-ph.HE
Observing Supernova Neutrino Light Curves with Super-Kamiokande. II. Impact of the Nuclear Equation of State
利用原中子星(PNS)冷却的模拟结果,对Super-Kamiokande超新星中微子事件率的后期演化进行了评估。在本工作中,我们扩展了Suwa等人的结果。(2019)[arXiv:1904.09996],该结果研究了对PNS质量的依赖性,但重点关注核物质状态方程(EOS)的影响。我们发现中微子事件率同时依赖于高密度和低密度状态方程,前者决定PNS的半径,后者影响其表面温度。基于目前对中微子事件率的评估,我们提出了一种新的分析方法来提取中微子平均能量的时间变化,考虑到观测中的统计误差。
2022-01-31 astro-ph.HE astro-ph.SR hep-ph
Observing Supernova Neutrino Light Curves with Super-Kamiokande: Expected Event Number over 10 s
超新星中微子对于探测大质量恒星演化的最后阶段至关重要。正如从SN 1987 A的观测中所知,中微子提供了有关中子星形成的物理条件和超新星爆炸机制的信息。然而,对于超新星爆炸中中微子辐射的长期演化仍然没有完全的了解,尽管有一些现代的中微子辐射流体力学模拟,研究反弹后不到一秒的中微子辐射。在目前的工作中,我们使用Nakazato et al.(2013)的数据库系统地计算了在超过10秒的时间内可以在超级神冈中观测到的中微子数量。我们发现,对于距离为10千秒差距的超新星,中微子保持可观察的时间长于30秒的低质量中子星($1.20M_\odot$引力质量),甚至超过100秒的高质量中子星($2.05M_\odot$)。这些情景比SN 1987 A的观测时间长得多,也比现有数值模拟的持续时间长。我们提出了一种新的分析方法的基础上的累积中微子事件分布作为一个函数的反向时间从最后一个观察到的事件,作为一个有用的探针的中子星质量。我们的研究结果表明,完整的中微子光变曲线建模的重要性,以提取必要的物理量理解超新星爆炸机制,如质量和半径产生的中子星。
2019-08-22 astro-ph.HE astro-ph.SR hep-ph
Prospects for detecting eV-scale sterile neutrinos from a galactic supernova
未来的中微子探测器将从附近的核心坍缩超新星获得高统计数据。我们研究了超新星环境中eV质量的无菌中微子的混合及其对Hyper-Kamiokande和IceCube探测到的活动中微子通量的影响。使用马尔可夫链蒙特卡罗分析,我们预测如何准确地这些实验将测量活跃-不育的混合角$θ_s$,有很大的不确定性预期的光度和光谱的活跃中微子从银河系超新星爆发。我们发现,只要超新星的中微子光度是精确已知的,Hyper-Kamiokande可以在许多不同的情况下重建无菌中微子混合和质量。至关重要的是,我们确定的混合角和整体中微子光度的超新星之间的简并。这意味着只有当具有$θ_s \gtrsim 0.1$度的无菌中微子的存在可以被独立地排除时,才有可能确定光度。我们讨论的方式,这种简并可能会被打破在未来。
2017-12-11 astro-ph.HE hep-ph
The Galactic Spatial Distribution of OB Associations and Their Surrounding Supernova-Generated Superbubble
大质量(> 8 Mo)恒星的核心坍缩超新星主要形成于OB协,并帮助吹出巨大的超级气泡,它们的集体冲击加速了大部分银河系的宇宙射线。因此,这些恒星的空间分布对我们理解观测到的宇宙射线的传播是很重要的。为了更好地模拟银河系宇宙线的分布和传播,我们主要基于由嵌入O星的电离辐射维持的巨大超气泡周围的H II包层的发射,构建了大质量恒星分布的三维空间模型。由这些H II包层发射的205微米N II辐射的银河纵向分布被用来推断超级气泡的空间分布。我们发现银河系超级气泡的分布主要是由大质量星团的贡献,居住在螺旋臂。
2013-02-05 astro-ph.GA astro-ph.HE
Observing---and Imaging---Active Galactic Nuclei with the Event Horizon Telescope
事件视界望远镜(EHT)最初是为了拍摄人马座A* 和附近星系M87中心黑洞的阴影区域而开发的,它也提供了关于其他活动星系核源的深度、非常高的角分辨率数据。处理EHT数据的挑战刺激了新的图像重建算法的发展。这项工作简要回顾了EHT的地位和它的效用,用于观测活动星系核的来源,重点是新的成像技术,提供更好的重建在1.3毫米和其他波长的承诺。
2016-07-11 astro-ph.GA astro-ph.HE astro-ph.IM
Evolutionary Models for 15 Galactic Supernova Remnants with New Distances
最近利用21 cm HI线和$^{13}$ CO线对银河系内部的观测研究,获得了30个银河系超新星遗迹(SNRs)的新距离。其中15个残骸已经观测到X射线光谱,并测量了冲击气体的温度和排放量。在这里,我们应用球对称SNR演化模型,这15个遗迹,以获得估计的年龄,爆炸能量,星周介质密度和配置文件(均匀或风型)。从年龄的分布,我们得到了超新星的诞生率和估计的不完整性。能量和密度可以很好地拟合对数正态分布。爆炸能量的分布与大麦云云(LMC)中的超新星爆炸非常相似,表明LMC中的超新星爆炸与银河系中的超新星爆炸非常相似。银河系信噪比的密度分布比大麦哲伦星系信噪比的平均密度高出$\sim$ 2.5倍。
2018-09-06 astro-ph.GA astro-ph.HE
Confirmation Of Two Galactic Supernova Remnant Candidates Discovered By THOR
Anderson等人(2017年)使用来自银河系HI,OH,电离线调查(THOR)的数据确定了76个候选超新星遗迹(SNR)。光谱指数和偏振特性可以帮助区分SNR和H II区域,这是经常混淆的。我们确认两个SNR候选人使用光谱指数数据和形态学。然而,我们观察到,分数线偏振不能区分信噪比和H II区域,可能是由于污染扩散银河同步辐射。我们还评论的SNR候选人的关联通过几何和年龄的考虑,与pastears。
2018-08-20 astro-ph.GA astro-ph.HE
Supernova Remnants as the Sources of Galactic Cosmic Rays
宇宙射线的起源在被发现几百年后仍有许多未解之谜。超新星遗迹一直是银河系宇宙射线最可能的来源。我在这里讨论一些最近的证据,表明超新星遗迹确实可以有效地加速宇宙射线。对于这次会议专门的天文研究所乌得勒支我把重点放在工作是在我的小组,但放在更广泛的背景下:有效的宇宙射线加速和宇宙射线逃逸的意义,同步辐射和磁场放大的证据,来自宇宙射线前体的潜在X射线同步辐射,最后,我总结了宇宙射线逃逸对像第谷这样的Ia型遗迹和像Cas A这样的核心坍缩遗迹的影响。
2012-06-11 astro-ph.GA astro-ph.HE
Detecting the QCD phase transition in the next Galactic supernova neutrino burst
在高的重子密度和大的化学势的相变的热力学条件的预测目前是不确定的,主要是唯象的。对核心坍缩超新星的中微子观测可以用来限制这种情况。最近对星核坍缩的模拟,包括夸克物质的描述,预测了在瞬发ν_e中子化爆发后几百毫秒,反ν_e的急剧爆发。我们研究了目前中微子探测器IceCube和Super-Kamiokande上的反ν_e爆发的观测特征。对于银河系核心坍缩的超新星,我们发现可以检测到QCD相变的签名,而不管中微子振荡的情况。这一发现将构成恒星核心发生相变的有力证据,并对高物质密度下的状态方程和超新星爆炸机制产生影响。
2010-05-30 astro-ph.HE hep-ph
Updated radio $Σ-D$ relation for Galactic supernova remnants -- II
在本文中,我们提出了更新的经验无线电表面亮度直径($Σ$ - $D$)关系的银河系超新星遗迹(SNR)校准使用$110$ SNR可靠的距离。我们应用正交拟合程序和核密度平滑在$Σ-D$平面和比较的结果与最新的理论$Σ-D$关系来自模拟的无线电信噪比的演变。我们认为,经验和模拟的$Σ-D$关系之间的最佳协议是实现的,如果混合形态的信噪比和信噪比,低亮度和小直径,从校准样本过滤掉。从我们的完整和过滤的校准样品中估计到$5$新发现的残余物和$27$新的外壳SNR候选者的距离。
2019-12-13 astro-ph.GA astro-ph.HE
Exploration of Galactic γ-Ray Supernova Remnants
新一代甚高能望远镜阵列已经探测到超过120 TeV的γ射线源。对这些伽马射线源的多波长观测已被证明在揭示其性质方面是强大的。未来的射电望远镜阵列如ASKAP和FAST由于其更好的灵敏度和分辨率,可能会发现更多的微弱(扩展)射电源,可能会识别更多以前未识别的γ射线源,并为未来的甚高能量地面望远镜如LHAASO的深探测设置许多新的目标。本文总结了迄今为止已知的有或无射电辐射的银河系γ射线超新星遗迹(SNRs),其中包括一些值得优先考虑的SNRs。
2013-02-01 astro-ph.GA astro-ph.HE
Constraints on the distribution of supernova remnants with Galactocentric radius
银河系中的超新星遗迹是向星际介质注入能量的重要来源,也是宇宙射线的重要来源。目前,银河系中有294个已知的SNR,它们的分布与银河系中心半径是各种研究的兴趣。在这里,我将讨论一些银河系信噪比的统计数据,包括适用的观测选择效应,以及从“西格玛-D”关系中获得单个残留物距离的困难。所观察到的银河系的经度分布的样本明亮的银河系的信噪比-这是不强烈的选择效应的影响-与那些预期的模型的比较是用来约束银河系的信噪比分布。最佳拟合的幂律/指数模型比Case & Bhattacharya(1998)得到的广泛使用的分布更集中于银河系中心。
2015-08-12 astro-ph.GA astro-ph.HE
Detecting High-Energy Neutrinos from Galactic Supernovae with ATLAS
利用ATLAS对撞机探测器测量银河系超新星爆发后数天至数月产生的高能中微子通量,通过蒙特卡洛模拟预测10千秒差距处超新星事件数,并分析参宿四等候选源,具备区分味与中微子/反中微子的独特能力。
2024-01-17 astro-ph.HE hep-ex hep-ph
Evolution of Supernova Remnants near the Galactic Center
银河系中心附近的超新星与正常的银河系超新星演化不同。这主要是由于超新星遗迹传播的环境。而不是一个静态的,均匀的密度介质,信噪比附近的银河系中心传播到一个风扫环境中的速度远离银河系中心,和梯度密度分布。这就导致了这些SNRs是非球形的,并且比银河系中的SNRs演化得更快.我们开发了一个分析理论内的恒星风爆炸的演变,并验证它使用流体动力学代码。我们表明,这种爆炸可以演变成三种可能的形态之一。利用这些结果,我们讨论了两个SNRs(SGR东和SGR A的双极射电/X射线瓣)和两个中子星(炮弹和SGR J 1745 -2900)在银河系中心附近的关联。我们表明,鉴于SNR的形态和中子星的位置,唯一可能的关联是SGR A的双极射电/X射线瓣和SGR J1745-2900之间。在SGR East爆炸中产生的致密物体仍然没有被发现,而创造炮弹的超新星的SNR已经消失了。
2016-08-21 astro-ph.HE
The radial supernova remnant distribution in the Galaxy
超新星是星系化学富集的主要来源,是加热星际介质和加速宇宙射线的重要能量来源。我们对银河系中超新星的了解主要基于对银河系超新星遗迹(SNRs)的研究,提供了过去10万年来超新星活动的(不完整)记录。在这里,我们报告的银河系信噪比的空间分布的调查。由于SNR的数量有限,通常假设SNR的银河系中心分布的函数形式。然而,在过去已经使用了几种功能形式,没有太多的理由为径向分布。例如,一个常用的函数形式暗示在银河系中心区域没有超新星活动。然而,在银河系中心附近存在磁星和信噪比表明,在银河系中心零信噪比的空间分布是不现实的。鉴于这些问题,我们重新评估银河SNR分布。我们提供了一个简短的大纲,主要的检测偏差在寻找信噪比,我们调查是否使用最常见的功能形式是合理的,以及如何比较其他模型的信噪比分布。我们通过分析SNR的纵向分布来做到这一点。我们发现,一个简单的指数分布是最一致的和最简单的模型来描述在银河系的径向SNR分布,并绘制与大质量恒星形成和金属丰度分布的比较。
2021-03-31 astro-ph.GA astro-ph.HE
A Statistical Analysis of Galactic Radio Supernova Remnants
本文对390个银河系射电超新星遗迹进行统计分析,给出直径、年龄、谱指数、银面高度和球对称性等参数分布,并检验了$Σ$-D距离估计的准确性。
2023-02-13 astro-ph.GA astro-ph.HE
A catalogue of 294 Galactic supernova remnants
本文提供了一个包含294个银河系超新星遗迹(SNRs)的修订目录,以及一些简单的统计数据。该目录比上一版本(2009年)多了20个条目,增加了21个新的残留物,并删除了一个物体,因为它已被确定为HII区域。
2014-09-02 astro-ph.HE
On the search for Galactic supernova remnant PeVatrons with current TeV instruments
关于银河系宇宙射线起源的超新星遗迹假说已经通过了几次测试,但是超新星遗迹pevatron的确定仍然是缺失的,被认为是证明该假说的决定性步骤。虽然人们对在多TeV范围内工作的下一代仪器寄予了很大的希望,但目前在TeV范围内工作的伽马射线仪器有可能查明这些物体,或者很可能为下一代仪器确定一些有希望的目标。从假设超新星遗迹确实是银河系宇宙射线的来源,因此必须是pevatron的一部分,他们的生命周期,我们调查的能力,目前的仪器来检测这样的对象,或确定最有希望的候选人。
2018-03-26 astro-ph.HE
Observing Supernova Neutrino Light Curves with Super-Kamiokande.VI. A Practical Data Analysis Technique Considering Realistic Experimental Backgrounds
本研究通过在超级神冈探测器实验中结合真实的信号和背景事件处理,优化了超新星晚期中微子数据分析框架,模拟了长时间超新星模型并探讨了利用最后观测事件的计时信息进行模型判别的可能性。
2025-08-15 astro-ph.HE hep-ex
Detection of Extensive Optical Emission from the Extremely Radio Faint Galactic Supernova Remnant G182.4+4.3
射电微弱的银河系超新星遗迹G182.4+4.2的宽视场Halpha图像揭示了一个令人惊讶的广泛和复杂的发射结构,沿着遗迹的西南边缘有一系列不寻常的广泛和弥漫的细丝。Deep [O III] 5007的图像显示,除了一个与西南宽暗条最西端重合的单一暗条外,没有明显的残余发射。几乎完全没有[O III]发射表明,大部分残骸的光学发射来自相对缓慢的冲击(<70 km/s),与很少或没有相关的X射线发射相一致。在残骸的主要发射结构中的几个区域的低色散光谱证实缺乏明显的[O III]发射,并表明[S II]/H α线比为0.73 - 1.03,与冲击加热的起源一致。我们发现G182.4+4.2是一个相对较大的超新星遗迹(在4 kpc时d~50 pc),比以前估计的要老得多(年龄~40 kyr),其微弱的无线电和X射线发射与其年龄,低冲击速度和距离银河系中心约12 kpc的低密度区域有关。
2019-05-21 astro-ph.GA astro-ph.HE
Observing Galactic Black Hole Sources in Hard X-rays
银河系黑洞源的观测传统上是在经典的X射线范围(2 - 10千电子伏),由于灵敏度的限制。然而,大多数吸积能量的辐射都在10 keV以上,对这些硬X射线源的研究有可能揭示吸积盘内部区域的辐射机制,据信,吸积盘是无数迷人特征的所在地,如喷流发射,高频QPO发射等。我将简要总结硬X射线的长期观测特征,如光谱状态识别,状态转换和偏振发射的暗示,并描述了新的见解,将提供即将到来的Astrosat卫星,特别强调的贡献,预计从CZT成像有效载荷。
2013-10-01 astro-ph.HE
Time-of-Flight Constraints on Neutrino Millicharge from Supernova Neutrinos in Galactic Magnetic Fields
Universidade de São Paulo(圣保罗大学);Universidade Estadual de Campinas(坎皮纳斯州立大学)
本文通过分析超新星中微子的飞行时间限制,将中微子millicharge的约束与中微子质量的约束进行类比,提出了一个新的框架来重新解释超新星飞行时间限制,得出中微子millicharge的上限范围。
2026-05-18 astro-ph.HE hep-ph
Probing axions with the neutrino signal from the next galactic supernova
我们研究了轴子发射在模拟大质量恒星爆炸的影响,作为补充标准中微子发射的能量损失的额外来源。这个通道的加入缩短了初生质子中子星的冷却时间,从而缩短了中微子信号的持续时间。我们将轴-物质耦合强度作为自由参数来研究它对质子中子星演化以及对中微子信号的影响。我们进一步分析了当前和下一代地下中微子探测器中增强冷却的可观测性,表明可以探测轴子质量$m_a \gtrsim 8 \times 10^{-3}$ eV的值。因此,对银河系超新星中微子的观测将为探测计划中的日光镜实验-国际轴子观测站(IAXO)-范围内的轴子质量提供宝贵的可能性。
2016-09-26 astro-ph.HE hep-ph
The Fermi Large Area Telescope as a Galactic Supernovae Axionscope
在银河系核心坍缩超新星(SN)中,类轴子粒子(ALP)可以通过Primakoff过程发射出来,并最终在银河系的磁场中转化为$γ$射线。从数据驱动的灵敏度估计,我们发现,在我们的银河系的SN爆炸,费米大面积望远镜(LAT)将能够探索光子ALP耦合到$g_{aγ} \simeq 2 \times 10^{-13}\,$ GeV $^{-1}$ ALP质量$m_a \lesssim 10^{-9}\,$ eV。这些值是下一代实验室实验无法达到的。在这种情况下,费米LAT将探测ALP参数空间的大片区域,用来解释宇宙对$γ$射线、恒星冷却异常和冷暗物质的异常透明性。如果没有探测到$γ$射线的发射,费米-LAT观测将把从SN 1987 A得到的电流边界提高一个数量级以上。
2017-01-17 astro-ph.HE hep-ph
Distances to Two Galactic Supernova Remnants: G32.8-0.1 and G346.6-0.2
利用银河系自转曲线导出的银河系超新星遗迹(SNR)G32.8 $-$ 0.1的近运动学距离为5.5kpc,远运动学距离为8.8kpc。本文通过求解壳型残留物在绝热相和辐射相的方程组,确定了残留物的距离为8.8kpc。对于SNR G346.6 $-$ 0.2,我们确定其距离也是较远的11 kpc,而不是较近的5.5 kpc。
2009-09-02 astro-ph.HE
Limits on the Number of Galactic Young Supernova Remnants Emitting in the Decay Lines of 44Ti
我们修改的参数的假设参与预测的超新星遗迹的数量可检测的衰变链的44 Ti的核线。具体来说,我们考虑的超新星祖先的分布,在银河系中的超新星率,超新星类型的比率,银河系生产的44 Ti,和44 Ti产量从不同类型的超新星,得到可信的界限上的预期数量的可检测的遗迹。我们发现,在1 sigma的不确定度内,银河系应该包含平均5.1+2.4-2.0个可探测到的残余物,其44 Ti衰变线通量极限为10 E-5光子/cm 2/s,探测到单个残余物的概率为100。(2.7+10.0-2.4)%,预期检测到的残留物数量在2至9个之间,使得不太可能检测到Cas A,但与我们的模型一致。我们的结果表明,在银河系高绝对经度Cas A或更高的位置探测到最亮的~(44)Ti通量源的概率约为10%。利用探测到的Cas A的通量,我们试图限制银河系超新星的速率和银河系44 Ti的产生,但发现探测到的信息量很弱。我们的结论是,即使未来的调查具有200倍以上的灵敏度比国家的最先进的调查可以保证只检测到一些新的残留物,与预期的检测数量之间的8和21在一个限制44 Ti衰变通量为10 E-7光子/平方厘米/秒。
2013-08-22 astro-ph.HE
Spectrum of Galactic Cosmic Rays Accelerated in Supernova Remnants
考虑到不同类型超新星遗迹演化过程中激波上下游的磁场放大和Alfvenic漂移,计算了超新星遗迹激波加速的高能质子和核的能谱。在IIb型信噪比中,Fe离子的最大加速粒子能量可达$5\cdot10^{18}$ eV。计算出的宇宙射线在银河系中传播后的能谱与在地球上测得的能谱符合得很好。
2010-05-31 astro-ph.CO astro-ph.HE
Measuring the distance and mass of galactic core-collapse supernovae using neutrinos
来自银河系核心坍缩超新星的中微子将在光学信号到达地球前几分钟到几天被中微子探测器测量。我们提出了一种新的计算,显示当前和不久的将来中微子探测器的能力,使快速预测的祖先的距离和零年龄的主要序列质量的限制,以通知电磁后续的观测策略。我们表明,对于典型的银河系超新星,利用IceCube或Hyper-K,可以用$\sim$ 5\%的不确定度来约束距离,而且,零年龄的主序质量可以被约束为紧度的极值.
2021-01-26 astro-ph.HE hep-ex
Statistics of Galactic Supernova Remnants (continued)
我们对银河系超新星遗迹的统计表明,硬X射线电子温度($T$)和激波传播速度($\upsilon$)随年龄($t$)的增加而减小。但ISM的冲击波扫起质量($M_{su}$)随年龄增加而增加。第二,在1 GHz的剩余无线电通量($S$)与ISM电子密度($n_0$)略有增加。最后,超新星(SNe)的初始动能分布表明,($E_0$),氢柱密度($N_H$)、硬X射线的电子温度(kT)、磁场($B$)和冲击波席卷了质量ISM的$M_{su}$主要在$(1 \sim 10) \times 10^{50}$尔格、$(1 \sim 10)\times 10^{21}$ cm $^{-2}$、几KeV、100 $μ$ G和10 $\sim$ 100 $M_{\odot}$处达到峰值。
2009-10-18 astro-ph.HE
Observing Gravitational Waves from Core-Collapse Supernovae in the Advanced Detector Era
下一个星系核心坍缩超新星(CCSN)已经爆炸,其电磁波、中微子和引力波(GW)随时可能到达。我们提出了一个广泛的研究的潜在灵敏度的GWs从CCSNe在5 Mpc内的前瞻性检测方案,使用现实的噪声在先进的LIGO和先进的处女座探测器的预测灵敏度为2015年,2017年和2019年。我们量化了银河系和大麦云云内CCSNe的GWs的可探测性,其中将有一个观察到的中微子爆发。我们还考虑了极端GW的排放情况下,更遥远的CCSNe与相关的EM签名。我们发现,在设计灵敏度的三个探测器网络将能够检测到中微子驱动的CCSN爆炸到~5.5 kpc,而快速旋转的核心崩溃将检测到大麦云云在50 kpc。在本研究中考虑的极端GW排放情景的现象学模型中,例如长寿命的条模式不稳定性和盘碎片不稳定性,所有考虑的模型都将在0.77 Mpc的M31中检测到,而最极端的模型将在3.52 Mpc及以上的M82中检测到。
2016-07-07 astro-ph.HE gr-qc
Clustered Supernovae Drive Powerful Galactic Winds After Super-Bubble Breakout
我们使用三维流体动力学模拟的垂直分层补丁的星系盘,研究如何时空集群的超新星(SNe)增强的权力,银河风。随机分布在星系盘中的超新星驱动着低效的星系风,因为大多数超新星遗迹在爆发出星系盘之前就已经失去了辐射能量。考虑到大多数恒星的形成都是聚集在一起的这一事实,这一问题就更加复杂了。由星系团SNe的联合效应驱动的超级气泡传播得足够快,足以在星系团SNe停止之前很久就从星系盘中爆发出来。爆发后的辐射损失急剧减少,SNe释放的能量的很大一部分($\gtrsim 0.2$)进入光晕,为强大的星系风提供动力。这些高能风能够提供强大的预防性反馈,并从星系中喷射出大量物质,其流出率与恒星形成率相当。风中的动量通量仅与SNe注入的动量通量相同,因为热气在对周围环境做显著的功之前就排出了。我们表明,我们的结论适用于一系列星系性质,无论是在本地宇宙(例如,M82)和高红移(例如,$z \sim 2$恒星形成星系)。我们进一步表明,如果形成星团的效率随着气体表面密度的增加而增加,如理论参数所建议的那样,星团驱动的超级气泡从星系盘中爆发的条件对应于星系风$\sim 0.03$ M $_\odot$年$^{-1}$千分之$^{-2}$的开始的阈值恒星形成率表面密度,观察到的顺序。
2018-07-23 astro-ph.CO astro-ph.GA astro-ph.HE
Search for Galactic Civilizations Using Historical Supernovae
我们研究了最初由Seto(2019)提出的星际信令方案,该方案通过引人注目的天文突发有效地将有意发射机与ETI搜索者联系起来,而无需事先通信。基于几何和博弈论的观点,该方案可以被改进,使得可以在观察到参考突发之后发送和接收有意的信号,与原始提议(在观察突发之前)相反。鉴于这种颠倒的时间结构,在过去2000年中记录的银河系超新星可以被视为ETI搜索的有趣路标。虽然SN 393的最佳使用期大概在100年前就已经过了$\sim$,但一些历史上的超新星可能使我们能够将ETI的调查区域压缩到不到一个$\sim$的存在,大约在天空中的两个环周围。
2021-08-02 astro-ph.HE astro-ph.IM physics.pop-ph
Detectability of galactic supernova neutrinos coherently scattered on xenon nuclei in XMASS
中微子-核相干弹性散射(CEvNS)在恒星的最终演化过程中起着至关重要的作用。它的探测在天体粒子物理学中具有重要意义。在所有可用的中微子源中,银河系超新星在MeV范围内提供最高的中微子通量。在所有液态氙暗物质实验中,XMASS具有最大的灵敏体积和光产额。研究了在现有的XMASS探测器上通过氙核CEvNS过程探测银河系超新星的可能性。在距离地球10 kpc的超新星爆炸后约18秒内,累积的事件总数预计为3.5至21.1,这取决于用于预测中微子通量的超新星模型,而在同一时间窗口内的背景事件数量被测量为可以忽略不计。所有这些都使得首次利用银河系超新星和XMASS探测器的组合在实验上探测CEvNS的可能性非常高。在像参宿四这样近距离的超新星爆炸中,总的可观测事件可以超过一万个,这使得通过检查XMASS中中微子事件率的演变来区分不同的超新星模型成为可能。
2017-01-24 astro-ph.HE astro-ph.IM hep-ex
Parameterizing the Standing Accretion Shock Instability for Inference with Galactic Supernova Neutrino Signals at IceCube
Tata Institute of Fundamental Research(塔塔基础研究所)
提出一种参数化驻留激波不稳定性(SASI)调制的方法,使IceCube能够以亚百分比精度重建SASI频率,百分比精度重建峰值时间,以及百分之几到十的精度重建振幅和持续时间。
2026-07-01 astro-ph.HE astro-ph.SR hep-ex
Observing the Galactic Plane with the Cherenkov Telescope Array
切伦科夫望远镜阵列是下一代地基伽马射线天文台,旨在探测20 GeV至300 TeV能量范围内的光子。与目前运行的设备相比,该阵列在整个能量范围内的灵敏度提高了一个数量级,再加上明显更好的角分辨率,该阵列将用于解决高能天体物理学中许多悬而未决的问题。此外,CTA还将首次以极大的灵敏度探索超高能(E >50 TeV)窗口。根据目前的人口估计,CTA预计将揭示银河系平面在最高能量下的详细图像,并发现大约100个新的超新星遗迹和数百个脉冲星风星云。天文台分辨如此大量银河系源的能力是面临的挑战之一。在本文中,我们将提出一个现实的观察策略,特别注意潜在的源混淆的银河平面的第一次模拟扫描。我们还将提出扩展源的形态学研究的前景,如年轻的SNR RX J1713.7-39。
2017-09-13 astro-ph.HE
Ionization of protoplanetary disks by galactic cosmic rays, solar protons, and by supernova remnants
银河系宇宙射线和太阳质子对地球大气的扰动,以及大气簇射的模拟都是用经过验证的蒙特卡罗模拟,如PHITS程序。我们使用最新版本的PHITS来评估银河系宇宙射线(GCR)、太阳质子和超新星遗迹对原行星盘的可能电离。GCR电离的衰减长度更新为118 g cm-2,比流行值大约20%。硬和软的可能的太阳质子光谱给出可比和20%的衰减长度相比,从标准的GCR光谱,分别,而衰减长度约10%以上的超新星遗迹。此外,所有的衰减长度变得10%以上的宇宙丰度的化合物气体,例如128克cm-2的GCR,这可能会影响最小估计的死区的大小时,在原行星盘的入射通量异常高。
2016-06-18 astro-ph.EP astro-ph.HE
Witnessing History: Rates and Detectability of Naked-Eye Milky-Way Supernovae
银河系平均每个世纪都会发生几次超新星爆炸,但在过去的一千年里,只有五颗超新星在历史记录中被确定。这种裸眼超新星的不足至少部分是由于银河系平面中的尘埃灭绝。我们探讨这种影响定量,发展的超新星概率分布的形式主义,占尘埃和观测者的通量限制。然后,我们构建了一个基准轴对称模型的超新星和尘埃密度,具有指数依赖于银河中心半径和高度,核心崩溃事件在薄磁盘和Ia型事件,包括厚磁盘组件。当没有通量限制时,我们的模型预测超新星本质上集中在银河系平面,Ia型事件延伸到更高的纬度,反映了它们的厚盘成分。然后,我们应用通量限制,包括灰尘的影响,预测历史超新星的天空分布。我们使用观测良好的超新星作为光变曲线的模板,并介绍了裸眼发现的标准。由此产生的天空分布与确信的历史超新星的位置惊人地不一致,没有一个位于我们模型的中心峰附近。事实上,SN 1054几乎完全位于反中心,而SN 1181位于银河系的第二象限。我们讨论这些差异的可能解释。我们计算了所有超新星的百分比,这些超新星的亮度足以被历史发现:核心坍缩的$\simeq 13\%$和Ia型事件的$\simeq 33\%$。使用这些和有信心的历史超新星,我们估计银河系超新星的内在率,发现与其他方法的一般协议。最后,我们敦促在南半球文明的历史记录中寻找超新星。
2020-12-11 astro-ph.GA astro-ph.HE astro-ph.SR
Runaway BN supergiant star HD 93840: Progenitor of an imminent core-collapse supernova above the Galactic plane
本文对银河平面上方的极端氮增强超巨星HD 93840进行定量光谱分析,揭示其异常的CNO混合、超光度及失控运动学特征,表明其经双星演化被超新星抛射,即将成为罕见的蓝超巨星核心坍缩超新星。
2024-07-01 astro-ph.GA astro-ph.HE astro-ph.SR
Observing Supernova Neutrino Light Curves with Super-Kamiokande. V. Distance Estimation with Neutrinos
该研究提出利用中子星半径与超新星距离的关系,结合中微子方向定位及 X 射线、引力波半径信息,在 95% 置信水平下将距离不确定度控制在 15% 以内。
2025-02-17 astro-ph.HE astro-ph.SR
Investigating the Role of Pre-supernova Massive Stars in the Acceleration of Galactic Cosmic Rays
本研究针对超新星遗迹能量转化效率存疑、可能不足以供给全部银河系宇宙线的问题,探究双星或多星系统中的超新星前身大质量恒星对银河系宇宙线加速的补充贡献。
2024-06-20 astro-ph.GA astro-ph.HE astro-ph.SR
Detection of an Unidentified Extended Gamma-ray Source Close to the Galactic Supernova Remnant 3C 400.2
利用大约9年的Fermi-LAT数据,在距离银河系超新星遗迹3C 400.2射电位置1 $^{\circ}\!\!$ .83的位置探测到一个新的扩展伽马射线源(PS J1934.5+1845),其意义为$\sim$ 13 $σ$。发现PS J1934.5+1845的扩展的68%包容半径为0 $^{\circ}\!\!$ .61,PS J1934.5+1845显示幂律型谱,谱指数为$\sim$ 2.38。在本报告中,我们将总结伽马射线分析方法,并报告与PS J1934.5+1845的扩展和光谱相关的分析结果。
2017-12-18 astro-ph.HE
Galactic Propagation of Cosmic Rays from Individual Supernova Remnants
人们普遍认为,超新星遗迹是观测到的宇宙射线通量达到膝盖的最佳候选源,即高达~PeV的能量。事实上,某些超新星遗迹的伽马射线光谱可以通过假设强子相互作用中产生的中性π介子衰变得到很好的解释。因此,拟合相应的伽马能谱使我们能够推导出局部注入银河系的源处的宇宙射线的能谱。使用这些光谱作为出发点,我们传播的宇宙射线通过银河系使用公开可用的GALPROP代码。在这里,我们将提出这些信噪比对总宇宙射线通量的贡献的第一个结果,并讨论其影响。
2015-01-26 astro-ph.HE
High-Resolution X-Ray Spectroscopy of the Galactic Supernova Remnant Puppis A with the XMM-Newton RGS
我们提出了高分辨率的X射线光谱的云激波相互作用区域的东部和北部边缘的银河超新星遗迹船尾座A,使用反射光栅光谱仪板载XMM-牛顿卫星。一些发射线,包括K α三重态的氦类N,O和Ne的第一次清楚地解决。被发现的三重态中的禁止共振线的强度比高于具有合理的等离子体参数的热发射模型的预测。异常线比不能再现的共振散射,复合,或内壳层电离过程的影响,但可以解释的电荷交换发射,应该出现在冷/暖云和热等离子体之间的界面。因此,我们的观察提供了观测支持的电荷交换X射线发射超新星遗迹。
2012-09-26 astro-ph.HE
Timing the Neutrino Signal of a Galactic Supernova
利用蒙特卡罗模拟研究了几种不同探测器对银河系超新星中微子信号计时的方法。我们发现,对于我们研究的方法,在$10\,$ kpc的距离上,Hyper-Kamiokande和IceCube都可以达到中微子爆发的$\sim1\,$ ms的精度,而潜在的IceCube Gen 2升级将达到亚毫秒精度。在一个失败的SN的情况下,我们发现,如SK和JUNO的探测器可以达到$\sim0.1\,$毫秒的精度,而HK可能达到$\sim 0.01\,$毫秒的分辨率,使黑洞形成过程本身的影响变得相关。两个可能的应用是(失败的)SN的三角测量以及通过使用潜在的引力波信号作为参考的飞行时间测量来约束中微子质量的可能性。
2021-03-01 astro-ph.HE astro-ph.SR hep-ex
Implications of supernova remnant origin model of galactic cosmic rays on Gamma rays from young supernova remnants
人们普遍认为银河系宇宙射线起源于超新星遗迹(SNRs),在超新星爆炸波的扩散激波加速过程中,宇宙射线被超新星遗迹加速。在最近的理论发展的扩散冲击加速理论在信噪比,质子预计将加速在信噪比至少高达膝盖的能量。如果信噪比是真正的宇宙射线发生器,它不仅能加速质子,而且能加速比例合适的重核,重核的最大能量应该是质子的原子质量(Z)倍。在这项工作中,我们调查的影响,在信噪比的高能伽马射线产生的宇宙射线与周围物质的强子相互作用的重核加速。我们的研究结果表明,能量转换效率几乎是两倍的混合宇宙射线成分,而不是纯质子来解释观察,其次,如果宇宙射线粒子可以达到Z倍的膝盖能量,而不是200 TeV的能量,如前所述的非放大磁场的伽马射线通量将显着更高的几十TeV以上。这两种最大能量范式将在未来的伽马射线实验中得到区分,如切伦科夫望远镜阵列(CTA)。
2017-06-07 astro-ph.HE
Investigating the X-ray and Gamma-ray Properties of the Galactic Supernova Remnants Kes 69, 3C 396, 3C 400.2
Kes 69、3C 396和3C 400.2是混合形态(MM)的银河系超新星遗迹(SNR),其中Kes 69和3C 396与分子云(MC)相互作用。先前的X射线研究表明,这些SNR的发射是热的。有人建议,MM SNRs与MCs相互作用是潜在的候选人重组等离子体(RP)的X射线和强子γ射线发射。最近,钱德拉的观测揭示了3C 400.2中RP的迹象。初步分析表明,3C 400.2的NW和SE区的X射线发射是由复合等离子体引起的。我们在Kes 69和3C 396上探测到了5 $σ$以上的GeV γ射线辐射。
2016-09-08 astro-ph.HE
Asymmetry in The Observed Metal-Rich Ejecta of Galactic Type Ia Supernova Remnant G299.2-2.9
我们对银河系Ia型超新星遗迹G299.2-2.9进行了深度钱德拉观测。在这里,我们报告的初步结果,从我们的成像和光谱分析。观测到的中央喷出物的丰度比与延迟爆轰Ia型超新星模型预测的结果吻合得很好。我们揭示了G299.2-2.9中富含金属的喷出物的不均匀空间和光谱结构。中央喷出物的Fe/Si丰度比北部高于南部。喷出物物质的延伸延伸到遗迹的西部最外边界。在这个向西延伸的区域中,Si和Fe的丰度比与中央星云南部相似。这些富含金属的喷出物物质的结构性分布表明,这颗Ia型超新星可能经历了一次显著的不对称爆炸和/或已经膨胀成一种结构性介质。
2014-08-11 astro-ph.HE