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
Measuring the smearing of the Galactic 511 keV signal: positron propagation or supernova kicks?
我们使用15年的$γ$ -射线数据从INTEGRAL/SPI在一个精细的调查形态的银河系核球正电子湮没信号。我们的空间分析证实，信号的痕迹老恒星星族在隆起，并首次揭示了它的痕迹四四方方的隆起和核恒星隆起。使用3D平滑内核，我们发现，信号被涂抹在一个特征的长度尺度为$150 \pm 50\,$ PC，这表明无论是在原位湮灭在天体物理源踢形成或正电子传播远离源。前者是不利的，因为它需要不同的踢速度之间的银河核（$\gtrsim 50\,\mathrm{km\,s^{-1}}$）和更广泛的隆起（$\lesssim 15\,\mathrm{km\,s^{-1}}$）源。湮灭前的正电子传播可以解释正电子注入能量为$\lesssim 1.4\,$ MeV的511 keV信号的整体现象，表明核合成起源。
2021-09-08 astro-ph.HE
The consequence of a new ISRF model of the Milky Way on predictions for diffuse gamma-ray emission
我们研究了Popescu等人最近发表的银河系ISRF模型对宇宙射线输运模型中CR电子和正电子的影响。我们还研究预测弥漫银河伽马辐射和强调的重要性，增加ISRF intensity.We使用PICARD代码求解CR输运方程，以获得预测的基础上银河宇宙射线电子通量。我们表明，新的ISRF产生的伽马射线强度增加，特别是在银河系中心和银河系平面。在220 GeV左右的能量下，影响最大。
2018-11-30 astro-ph.HE
Ultra High Energy Particles Propagation and the Transition from Galactic to Extra-Galactic Cosmic Rays
讨论了超高能宇宙射线在天体物理背景中传播的基本特征，比较了两种计算超高能宇宙射线通量的方法。我们还讨论了银河系和河外宇宙射线之间的过渡问题，使用流量的理论结果比较不同的模型。
2012-07-09 astro-ph.HE hep-ph
Effects of self-generated turbulence on Galactic Cosmic Ray propagation and associated diffuse gamma-ray emission
通过分析费米-LAT探测到的漫射伽马射线发射所获得的最新结果显示，CR光谱作为距银河系中心距离的函数的实质性变化。对于能量高达几十GeV，CR质子密度在银河系外似乎是弱依赖于银河系的距离，而在银河系的中心区域的密度被发现超过在银河系外测量的值。与此同时，费米-LAT数据表明，当从银河系中心向外移动到外围时，光谱逐渐软化。这些发现代表了一个挑战，CR传播的标准计算的基础上假设一个统一的扩散系数内的银河体积。在这里，我们提出了一个模型的非线性CR传播中，运输是由于粒子散射和平流关闭自生湍流。我们将表明，对于一个现实的CR源的空间分布的超新星遗迹和空间依赖的磁场的银河系距离的空间分布，CR密度的空间分布和光谱软化可以很容易地占。
2017-06-19 astro-ph.HE
Beryllium isotopic composition and Galactic cosmic ray propagation
铍原子核的同位素组成及其与能量的依赖关系编码了有关银河系中宇宙射线传播的重要信息。衰变对不稳定的铍-10同位素的光谱的影响可以通过引入平均存活概率$P_{\rm surv} (E_0)$来描述，如果人们对决定注入时铍核的同位素组成的核碎裂截面有足够好的了解，则可以从同位素比Be 10/Be 9的测量中推断出平均存活概率。平均生存概率可以用传播参数来解释，例如宇宙射线的平均年龄，采用银河系传播的理论框架。最近，AMS 02协作组提出了铍同位素组成的初步测量结果，将观测扩展到宽能量范围（$E_0 \simeq 0.7$-12 GeV/n），误差很小。在这项工作中，我们讨论的平均生存概率，可以推断出从初步的AMS 02数据，采用可利用的模型的核碎裂截面，并解释结果的框架内的一个简单的扩散模型，这项研究表明，衰变的影响比预测的下降更慢，导致平均宇宙线年龄随能量的增加。另一种可能性是宇宙射线年龄分布比现在普遍接受的模型更宽，这表明银河系的禁闭体积具有非平凡的结构，并且是由包含在扩展的内部晕中的内部晕形成的。
2022-04-27 astro-ph.HE
Study of Galactic interactions and propagation properties of ultrahigh energy cosmic rays using the precision spectrum from the Pierre Auger Observatory
本研究针对经典dip模型无法解释AUGER超高能宇宙线能谱低能特征的问题，采用盘-晕扩散模型拟合精确能谱，得到星系内扩散系数幂律指数及数值范围，为星系内传播研究提供约束。
2024-04-15 astro-ph.HE
The Propagation of Cosmic Rays from the Galactic Wind Termination Shock: Back to the Galaxy?
尽管存在着几种关于宇宙射线起源于光谱“膝盖”和“脚踝”之间区域的理论，但这个问题仍然没有解决。各种观测表明，从银河系到河外源的过渡发生在这个能量范围内。在这项工作中，我们研究是否最终形成一个终止冲击银河系以外的银河系风可以作为一个可能的来源，在感兴趣的区域所观察到的流量。Bustard等人（2017）先前的工作估计，粒子可以被加速到“膝盖”以上的能量，高达$R_\mathrm{max} = 10^{16}$ eV，参数来自银河系风模型（Everett等人2017）。剩下的问题是加速的宇宙射线是否能传播回银河系。为了回答这个关键问题，我们模拟的宇宙射线的传播使用低能量扩展的CRPropa框架，通过随机微分方程的输运方程的解决方案的基础上。该设置包括所有相关过程，包括三维各向异性空间扩散，平流和相应的绝热冷却。我们发现，假设现实的冲击演化参数，一个可能的银河系终止冲击可以显着贡献的能量预算在“膝盖”区域及以上。我们估计由此产生的中微子通量，并发现它们低于IceCube的测量值和KM3NeT的限制。
2018-04-23 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
Two Numerical Methods for the 3D Anisotropic Propagation of Galactic Cosmic Rays
传统的宇宙线传播模型通常假设一个各向同性的扩散系数来解释宇宙射线被湍流的星际磁场随机偏转。这样的图像是非常成功的解释许多观测现象有关的银河系宇宙射线的传播，如破碎的幂律能谱，二次到一次比等，但是，各向同性的扩散假设正面临着严峻的挑战，从最近的观测。特别是，对TeV宇宙射线的大尺度各向异性的观测表明，偶极子方向与传统模型的预测不同。一个可能的原因是，大尺度规则磁场导致宇宙射线的各向异性扩散，没有被包括在公共数值包提供的模型。本文提出了求解$3$维各向异性输运方程的两种数值格式：伪源方法和Hundsdorfer-Verwer格式。两种方法都通过重现实测的B/C和质子谱以及二维模拟所期望的谱指数径向变化进行了验证。作为预测能力的演示，偶极各向异性也计算了一个玩具模拟与粗糙的磁场。
2020-03-21 astro-ph.HE
Diffuse Galactic Gamma Rays at Intermediate and High Latitudes, Constraints on ISM Properties
利用费米合作组最近公布的中高纬度（|b| > 10）、能量为1-100 GeV的银河系弥散γ射线的光谱数据，对银河系γ射线发射率进行了新的研究。我们专注于分析宇宙射线（CR）的传播特性，使用公开可用的DRAGON代码。我们严格解决一些模型的星际HI和H2气体分布在文献中常用的，以及测试各种传播模型。每个模型假设一个独特的全球配置文件的扩散和再加速的CR。拟合传播参数，以及测量的本地CR，如B/C比，质子，反质子和电子，正电子通量，我们评估的伽马射线谱在中高纬度地区，以进一步限制这些传播模型。
2011-10-26 astro-ph.HE
The Use Case of a New ISRF on Diffuse Gamma-ray Emission Models
对我们银河系伽马射线辐射的一个重要贡献是银河弥散辐射。我们提出了具体的发展，在PICARD代码的银河宇宙射线传播的相关计算的伽马射线发射，以适应一个新的星际辐射场（ISRF）模型的建模。我们研究了不同的ISRF模型对银河系扩散伽玛射线辐射的预测在GeV的TeV的能量制度。重点是对甚高能量伽马射线区的可观测特征进行可靠的预测，并特别注意高能量暗物质的能量区。初步的逆康普顿排放的纬度剖面和残差图轴对称和四臂螺旋星系模型。
2017-01-25 astro-ph.HE
Cosmic ray spectra and anisotropy under anisotropic propagation model with spiral galactic sources
本研究采用具有螺旋星系源的各向异性传播模型，结合空间依赖扩散（SDP）模型、Geminga 附近源及局部规则磁场（LRMF），成功重现了 100 GeV-PeV 宇宙线能谱与各向异性，发现螺旋分布模型的扩散系数更大且能谱更硬，为未来 LHAASO 等实验验证提供了理论依据。
2024-12-22 astro-ph.HE
Simulations of cosmic ray propagation
本文综述了宇宙线在银河系和更大尺度上传播的数值模拟方法。我们提出了发展的算法设计的唯象和自洽模型的CR传播动力学描述的基础上的数值解的福克-普朗克方程。唯象模型假设银河系星际介质的静止结构，并将粒子在物理和动量空间中的扩散与平流、散射、产生二次散射和各种辐射机制结合起来。CR的自洽传播模型包括CR布居数与热等离子体的动力学耦合。CR输运方程的离散化和数值求解的一组磁流体动力学（MHD）方程在各种方法治疗CR人口作为一个单独的相对论性流体内的两种流体的方法或作为一个光谱分辨人口的粒子在物理和动量空间的演变。自洽模型中包含的相关过程包括平流、扩散和流以及绝热压缩和几种辐射损失机制。我们讨论了应用的数值模型的CR数据收集的各种仪器的解释。我们提出的例子模型的天体物理过程影响星系演化，如银河风，放大的大规模磁场和不稳定性的星际介质。
2021-06-15 astro-ph.HE
Revisiting the propagation of highly-energetic gamma rays in the Galaxy
该研究通过模拟发射100GeV至100PeV伽马射线的银河源，探究传播效应对观测的影响，发现能谱吸收特征和方向偏转现象，其影响与源位置及辐射模型相关，可提升伽马射线探测和暗物质搜索的稳健性。
2025-04-17 astro-ph.HE
Large-scale anisotropy of Galactic cosmic rays as a probe of local cosmic-ray propagation
本文通过构建统一图景研究银河宇宙线大尺度各向异性，发现局域规则磁场和各向异性扩散可解释100 TeV以下偶极相位，并指出100 TeV以上相位依赖局域扩散演化，呼吁开展更精确测量以揭示局域传播和湍流。
2024-02-28 astro-ph.HE
Simulation of diffusive particle propagation and related TeV gamma-ray emission at the Galactic Center
用高能立体观测系统（H.E.S.S.）对银河系中心（GC）区域进行甚高能（VHE，>100 GeV）伽马射线观测，导致在2006年探测到扩散伽马射线辐射的扩展区域。到目前为止，这种发射的确切来源仍然不清楚，虽然中央分子区（CMZ）的分子材料的密度分布和观测到的伽马射线过剩点的形态之间的紧密空间相关性朝向强子产生场景。在这篇文章中，我们提出了一个数值研究的高能宇宙射线（CR）的传播通过一个动荡的环境，如GC区域。在我们的分析中，我们推导出一个依赖于能量的扩散系数的参数化，我们使用我们的模拟在GC的扩散伽马射线发射。假设强子CRs已被释放的一个单一的脉冲事件在我们的银河系的中心，我们探讨的问题是否扩散强子与周围物质的相互作用过程可以解释所观察到的扩散伽玛射线过剩。我们的结果不赞成这种情况下，我们的分析表明，扩散过程是，在时间尺度上相比，在GC区域的典型质子寿命，太慢，无法解释所观察到的发射的扩展。
2016-07-14 astro-ph.HE
Modulation of the galactic cosmic ray spectrum in an anisotropic diffusion approach
本文提出一种在真实银河磁场中采用一般形式各向异性扩散张量的宇宙线传播模型，解释了1-30 PV膝区银河宇宙线谱的调制及其空间变化，归因于泄漏机制改变。
2025-07-20 astro-ph.HE
Monte Carlo modelling of the propagation and annihilation of nucleosynthesis positrons in the Galaxy
我们想估计在大质量恒星和超新星中合成的26 Al、44 Ti和56 Ni的β +衰变产生的正电子是否足以解释在我们的银河系中观察到的511 keV湮灭发射。这种可能性在过去经常被提出。我们开发了一个~MeV正电子的Monte Carlo银河系传播程序，该程序对银河系星际介质、银河系磁场（GMF）和正电子的传播过程进行了精细的描述。这个程序允许我们模拟511 keV湮灭发射的空间分布。我们测试了几个GMF模型和几个正电子逃逸分数从Ia型超新星的56 Ni正电子。我们认为碰撞弹道输运模式，然后比较模拟的511 keV强度的空间分布的INTEGRAL/SPI数据。无论56 Ni正电子的GMF组态和逃逸分数如何选择，511 keV的强度分布都非常相似。主要原因是在我们的模型中，~MeV的正电子不会传播到离它们的出生地很远的地方。与数据的直接比较不允许我们约束GMF组态和56 Ni正电子的逃逸分数。在任何情况下，稳定状态下产生的核合成正电子都不能解释完全湮灭发射。结果表明：（a）来自银盘的湮灭辐射是可以解释的;（b）来自内星系核球的强峰值湮灭辐射可以用正电子在中心分子区湮灭来解释，但这似乎需要比通常假设的大质量恒星和Ia型超新星的数量更多的正电子源;（c）银河核球的辐射范围扩大，这是无法解释的。我们表明，在GC的瞬态源，如星爆插曲，可以解释这个扩展组件。
2014-02-25 astro-ph.HE
The boron-to-carbon abundance ratio and Galactic propagation of cosmic radiation
在2003年和2006年的两次长时间气球飞行中，TRACER宇宙射线探测器测量了从硼（Z = 5）到铁（Z = 26）到非常高能量的宇宙射线核的能谱和绝对强度。特别是，第二次飞行导致了次级硼核能谱的结果，以及相对于较重的初级母核的硼丰度的结果，通常被量化为“B/C丰度比”。这个比率的能量依赖性，现在可高达约2 TeV每amu，提供了一个测量宇宙射线通过银河系传播的能量依赖性，以及宇宙射线源能谱的形状。我们使用漏盒近似的宇宙射线传播的TRACER和其他测量的结果的基础上获得的相关参数的约束。该分析表明，源能量谱是能量E^{-α}的相对软的幂律，谱指数α= 2.37 \pm 0.12，并且传播路径长度Λ（E）由指数δ= 0.53 \pm 0.06的能量幂律描述，但是可以假定在高能量处恒定的剩余值Λ_0。Λ_0的值没有很好的限制，但应小于约0.8 g cm^{-2}。最后，我们比较了扩散再加速模型的数值解的数据，这也表明软源谱。
2012-04-27 astro-ph.HE
Propagation of Galactic cosmic rays: the influence of anisotropic diffusion
本文利用随机微分方程和 Jansson–Farrar 磁场模型模拟宇宙线各向异性扩散，量化垂直扩散对其银河停留时间及穿过物质量的影响。
2025-06-16 astro-ph.GA astro-ph.HE
A stochastic simulation of the propagation of Galactic cosmic rays reflecting the discreteness of cosmic ray sources. Age and path length distribution
银河系宇宙射线（GCR）的路径长度分布是基于加权板方法模拟GCR传播过程的基础。我们试图通过考虑到GCR被怀疑诞生的超新星爆炸发生的空间和时间的离散性来推导出这种分布。我们数值求解了与描述GCR在银河系中传播过程的Parker扩散-对流方程等价的随机微分方程。我们假设三维扩散是一个各向同性的，没有任何自由逃逸边界。为了简单起见，我们忽略了GCR的任何能量变化和银河风的存在。我们还假设轴对称配置的星际物质的密度分布和超新星的表面密度。我们用这种随机方法计算了到达太阳系的GCR质子的年龄和路径长度。得到的年龄不是通常假设的GCR从银河系逃逸的时间，而是GCR从它们出生的超新星遗迹到太阳系的旅程所花费的时间。推导出的年龄和路径长度的分布蔓延在一个很宽的范围内，即使GCR质子到达太阳系具有相同的能量。该分布显示出在较低的年龄范围或路径长度取决于GCRs的能量的截止。这些分界线显然来自超新星发生的离散性。从分布得到的GeV粒子的平均年龄与直接观测放射性次级核得到的年龄一致。用路径长度分布估计的B/C比的能量依赖性可靠地再现了由最近的空间观测获得的B/C的能量依赖性。
2014-12-02 astro-ph.HE
Dilaton generation in propagation of magnetic dipole waves of pulsar in a galactic magnetic field
本研究探讨星系磁场中脉冲星磁偶极波传播时的膨胀子产生，考虑星系物质折射率，忽略引力场影响，求得膨胀子方程精确解并得到其辐射角分布。
2024-11-29 astro-ph.HE hep-ph
UHECR propagation in the Galactic Magnetic Field
对超高能宇宙线在银河系磁场（GMF）中的传播进行了广泛的模拟，并给出了模拟结果。大尺度GMF和/或初级粒子假设的不同可用模型的使用导致最高能量宇宙射线（CR）的明显不同的偏转图案。银河场的透镜效应改变了UHECR实验对河外天空的暴露。为了量化这些影响的皮埃尔俄歇实验，我们进行了相关性分析的模拟宇宙射线事件样本，从地球回溯到银河系边界，与活动星系核（AGN）从第12版的Véron-Cetty和Véron目录。在合理的UHECR源情景下需要进一步的前向跟踪研究，以便与附近活动星系核和最高能量俄歇事件之间的观测相关性进行直接比较。
2009-01-12 astro-ph.GA astro-ph.HE
Propagation of galactic cosmic rays in the presence of self-generated turbulence
在银河系中传播的宇宙射线，当它们的运动是超阿尔文运动时，可能会激发流动不稳定性，从而产生它们自身扩散的条件。在本文中，我们提出了一个自洽的解决方案的传输方程的扩散发生的结果，因为自生湍流与预先存在的湍流注入，例如，超新星爆炸和级联到较小的尺度。所有的化学物质都包括在我们的计算中，这样我们就能够显示出除了单个元素的光谱之外的次级与初级的比率。所有的预测似乎都与观测结果吻合得很好。事实上，解释数据时不需要人为中断注入光谱和/或扩散系数作为动量的函数，这可以解释为一个强有力的迹象表明，这里提出的现象实际上是在自然界中观察到的。我们还表明，有很好的协议之间的计算质子谱和宇宙射线谱推断从古尔德带的云的γ射线发射的观测。
2013-07-18 astro-ph.HE
Power requirements for cosmic ray propagation models involving diffusive reacceleration; estimates and implications for the damping of interstellar turbulence
我们定量估计的功率提供给银河系宇宙射线人口的二阶费米加速在星际介质，或因为它通常被称为在宇宙射线传播的研究，扩散再加速。使用最近的结果，从旅行者任务的本地星际光谱，我们表明，对于参数值，特别是阿尔文速度，通常用于传播代码，如Galprop，以适应B/C比，由扩散再加速贡献的功率是显着的，可以是总银河宇宙射线功率的50%。星际湍流阻尼的影响进行了简要的考虑。
2016-10-08 astro-ph.HE
Constraining the Thickness of the Galactic Halo through Cosmic-Ray Anisotropy Using the Spatial-Dependent-Propagation Model
本研究首次基于空间依赖传播（SDP）模型联合分析太阳偏移、宇宙线核谱与各向异性，发现内晕厚度需随太阳位移线性增加，且PeV各向异性可打破扩散系数与晕厚度的简并性，为约束晕厚度和太阳偏移提供新方法。
2024-12-04 astro-ph.HE
Studies of the UHECR propagation in the Galactic Magnetic Field
本文给出了超高能宇宙线（UHECR）在银河系磁场（GMF）中传播的模拟结果。对大尺度GMF结构和/或初级粒子的不同假设导致了最高能量宇宙射线（CR）的明显不同的偏转模式。GMF修改了UHECR实验对河外天空的曝光。我们估计这些影响的皮埃尔俄歇实验。在合理的UHECR源情景下的进一步前向跟踪研究将允许与附近活动星系核（AGN）和最高能量俄歇事件之间的观测相关性进行直接比较。
2009-02-18 astro-ph.GA astro-ph.HE
On the radial distribution of Galactic cosmic rays
银河系弥散伽马射线辐射的光谱和形态携带着宇宙射线（CR）传播的宝贵信息。最近的结果通过分析费米-LAT数据积累了七年的观测显示了CR光谱的函数从银河系中心的距离的实质性变化。在银河系的外部CR密度的空间分布似乎是弱依赖于银河系的距离，在以前的研究中发现，以及，而在银河系的中心区域的密度被发现超过在银河系的外部测量值。与此同时，费米-LAT数据表明，当从银河系中心向外移动到外围时，光谱逐渐软化。这些发现代表了一个挑战，CR传播的标准计算的基础上假设一个统一的扩散系数内的银河体积。在这里，我们提出了一个模型的非线性CR传播中，运输是由于粒子散射和平流关闭自生湍流。我们发现，对于一个现实的CR源的空间分布的超新星遗迹和空间依赖性的磁场上的银河系距离的空间分布，CR密度的空间分布和光谱软化可以很容易地占。
2016-08-04 astro-ph.HE
Galactic positrons and electrons from dark matter and astrophysical sources
电子和正电子宇宙射线的观测引发了关于此类粒子起源的激烈争论。它们在银河系介质中的传播是根据一个成功测试的两区传播模型。研究了与它们的传播和产生有关的三种情况下的理论不确定性：次级产生，暗物质湮灭，和起源于超新星遗迹。
2009-07-25 astro-ph.GA astro-ph.HE
Cosmic-ray propagation under consideration of a spatially resolved source distribution
宇宙射线（CR）是星际介质的组成部分，在与其他银河系物质成分（如星际气体或磁场）相互作用时产生宽带辐射。除了观测，CR传播通过银河系的数值模拟有助于提高银河系CR运输和扩散$γ$射线发射的理解水平，如不同的实验所见。到目前为止，标准的方法在模拟源分布作为输入，这种传输模拟往往依赖于径向对称性和分析功能，而不是个人，基于观测的来源。我们的目标是重新定义现有的CR源分布相结合的H.E.S.S.实验和模拟随机源，这遵循银河系中的物质密度。因此，H.E.S.S.-启发银河CR源分布推断。我们使用PICARD代码进行三维模拟的原子核和电子在CR传播使用我们的混合源分布模型。此外，伽马射线地图和光谱，模拟与重新定义的源模型，在银河系中的不同区域进行评估，并相互比较，以确定基本分布的统计散射。我们发现我们的模型之间的全球一致性，并与以前的模拟相比，只有一些局部波动，例如在螺旋臂。这种基于观测和模拟的三维源模型的实现了传播建模的新质量。它提供了更现实的CR运输方案超越径向对称的可能性，并提供了有意义的结果，在手臂和臂间区域的银河系。这给出了一个更真实的银河系$γ$射线天空的图片，包括结构从源模型，而不仅仅是气体分布。
2022-09-06 astro-ph.HE
Galactic synchrotron emission with cosmic ray propagation models
宇宙线轻子在星际磁场（B场）中回旋产生射电同步辐射。B场、CR电子分布和传播的细节仍然不确定。我们目前的发展，我们的银河系无线电发射的GALPROP代码建模。它现在包括无线电极化、吸收和自由-自由发射的计算。在CR传输物理模型的背景下，研究了同步辐射的总辐射和偏振辐射。预测与无线电数据从22 MHz到2.3 GHz，威尔金森微波各向异性探测器数据在23 GHz。介绍了不同CR分布、传播晕大小和CR传播模型对同步辐射模拟的空间和光谱效应。我们发现，所有的天空总强度和偏振地图合理地再现包括各向异性的B-场，具有可比的强度旋转措施所定义的定期。晕的大小为10千秒差距，这是大于通常假设，是有利的。这一工作为进一步利用普朗克卫星研究前景辐射和利用费米大天区望远镜研究星际γ射线辐射提供了基础。
2013-11-21 astro-ph.GA astro-ph.HE
Understanding the spectral hardenings and radial distribution of Galactic cosmic rays and Fermi diffuse gamma-rays with spatially-dependent propagation
最近的直接测量银河宇宙射线光谱的气球/星载探测器显示光谱硬化的所有主要核素在几百个GV的刚性。费米大面积望远镜测量的全天弥漫伽马射线发射也显示了宇宙射线强度和光谱指数的空间变化。这些新的观测挑战了传统的简单加速和/或银河系宇宙射线的传播方案。在这项工作中，我们提出了一个空间依赖的扩散方案来解释所有这些现象。假设扩散系数与源分布反相关，这是带电粒子在湍流磁场中输运的自然预期。空间相关扩散模型也给出了较低水平的宇宙射线的各向异性，这与地下μ子和空气簇射实验的观测结果一致。该模型能较好地再现整个银河系中宇宙射线的光谱变化。
2018-02-26 astro-ph.HE hep-ph
Potential of Constraining Propagation Parameters of Galactic Cosmic Rays with the High Energy cosmic-Radiation Detection facility onboard China's Space Station
本研究针对宇宙线起源与传播研究需求，分析了2027年运行的中国空间站HERD设施通过硼、碳、氧能谱测量约束宇宙线传播参数的潜力，证实其可将参数精度提升8%-40%并改善高能注入能谱约束。
2023-04-21 astro-ph.HE hep-ph
Revisiting the distance to the nearest UHECR source: Effects of extra-galactic magnetic fields
我们更新最近的UHECR源的位置上的约束。通过使用最先进的CR传播模型分析Pierre Auger天文台的最新数据，我们重申了距离小于25-100 Mpc的本地源的必要性，这取决于质量组成。本文提出了一种新的半解析方法来计算超高频电子回旋共振在湍流磁场环境中的传播。从位于特定距离范围内的源的宇宙射线的增强和低能量磁视界的开始被证明。我们调查的距离最近的源，考虑到这些磁场的影响。得到的结果突出了我们的约束距离最近的源的鲁棒性。
2020-09-11 astro-ph.HE
A possible approach to three-dimensional cosmic-ray propagation in the Galaxy IV. Electrons and electron-induced gamma-rays
基于考虑与磁流体湍流碰撞引起的随机再加速的宇宙线扩散晕模型，研究了电子分量及其产生的扩散$γ$射线（D $γ$ 's）的行为.在这些研究中出现的银河系参数基本上是相同的强子CR组件中出现的，而我们还需要星际辐射场的信息，同时考虑到依赖于两个光子的能量，$E_{\scriptsize {ph}}$，和位置，$\vct{r}$。我们将计算结果与强子、电子和D $γ$的结果进行了比较，其中包括FERMI的最新结果，得到了两个显著的结果：1）电子能谱在1，TeV以下能量为$E_e^{-3}$，在500，GeV附近不表现出明显的能谱特征，与ATIC和PPB-BETS谱中出现的显著过剩相反，2）D $γ$谱中的EGRET GeV过量既不是由于天文起源（银河系中心的CR谱硬得多），也不是由于宇宙学起源（暗物质湮灭或衰变），而是由于仪器问题。然而，在本文中，我们把我们的兴趣，而保守的这三个组件之间的内部关系，使用{ \it共同}星系参数。我们发现，它们是在合理的和谐与对方的理论和实验的不确定性，除了电子异常的问题，而一些增强的D $γ$的出现在银河系高纬度与$|b| > 60^\circ$在GeV区域。
2010-10-27 astro-ph.HE
Impact of transport modelling on the $^{60}$Fe abundance inside Galactic cosmic ray sources
ACE-CRIS合作最近发布了银河宇宙射线中放射性$^{60}$ Fe核丰度的测量结果，能量范围为每个核子$\sim 195-500$ MeV。我们模拟宇宙射线的传播，并从这个测量中得到的$^{60}$ Fe/ $^{56}$ Fe的比例，预计在银河系宇宙射线的来源。我们描述宇宙射线的起源和运输的磁盘/晕扩散模型的框架内，即在我们的银河系中的物质和宇宙射线源被限制在一个薄的磁盘的情况下，而宇宙射线的传播发生在一个更大的晕，可以忽略不计的物质密度。我们解决了宇宙射线输运方程占spiritual反应，衰变和电离损失以及平流。我们发现，在源处的$^{60}$ Fe/ $^{56}$ Fe的比值必须非常接近在地球上的本地宇宙射线谱中检测到的值，这是由于溅射反应对$^{56}$ Fe比对$^{60}$ Fe更有效的事实。这样的结果可以帮助确定银河宇宙射线的来源。
2020-03-10 astro-ph.HE
Anisotropy as a Probe of the Galactic Cosmic Ray Propagation and the Galactic Halo Magnetic Field
宇宙射线在太阳附近的各向异性一般归因于宇宙线源的离散分布或局部磁场调制引起的宇宙线流。最近，在TeV-PeV能量范围内的许多实验测量了两半球的二维大尺度CR各向异性。沿当地旋臂的切线方向的尾部过剩和指向北银河系极方向的损失锥赤字与几十到几百GeV的结果一致。两个大尺度各向异性结构在如此宽的能量范围内的持久性表明，各向异性可能是由于银河系CRs（GCRs）的全球流动。本工作试图将观测到的CR各向异性图像从太阳系扩展到整个星系。在这种情况下，我们可以找到一个新的有趣的签名，GCR流的循环，GCR传播。我们进一步计算了GCR流感生的整体磁场，发现与观测到的晕磁场结构定性一致。
2012-04-16 astro-ph.GA astro-ph.HE hep-ph
Model of Cosmic Ray Propagation in the Milky Way at the Knee
提出一种银河系各向异性宇宙线传播新模型，发现膝区能谱具有时空依赖性且PeV宇宙线分布呈团块状不均匀，对极高能伽马射线和中微子通量的计算与解释具有重要意义。
2023-05-17 astro-ph.HE
Self-generated magnetic turbulence and the propagation of galactic cosmic rays
在银河系中传播的宇宙射线，当它们的运动是超阿尔文运动时，可能会激发流动不稳定性，从而产生它们自身扩散的条件。我们提出了一个自洽的解决方案的传输方程的扩散发生的结果，因为自生湍流与预先存在的湍流注入，例如，超新星爆炸和级联到较小的尺度。所有的化学物质都包括在我们的计算中，这样我们就能够显示出除了单个元素的光谱之外的次级与初级的比率。所有的预测似乎都与观测结果吻合得很好。
2013-07-18 astro-ph.GA astro-ph.HE
GALPROP WebRun: an internet-based service for calculating galactic cosmic ray propagation and associated photon emissions
GALPROP是一个计算相对论性带电粒子在银河系中传播及其传播过程中产生的漫射辐射的数值程序。该代码将尽可能多的实际天体物理输入与最新的理论发展结合起来，已成为宇宙射线天体物理学的事实标准。我们目前的GALPROP WebRun，一个服务，科学界，使容易使用的免费GALPROP代码通过Web浏览器。此外，我们还推出了最新的GALPROP版本54，可通过此服务获得。
2011-08-08 astro-ph.GA astro-ph.HE physics.comp-ph
Tracing the propagation of cosmic rays in the Milky Way halo with Fermi-LAT observations of high- and intermediate-velocity clouds
能量至少达到PeV的宇宙射线通常在一个基本场景的框架中描述，该场景涉及位于银河系盘中的物体（如超新星遗迹或大质量恒星形成区）的加速，然后在整个银河系中扩散传播。到目前为止，传播过程的细节主要是从地球附近测量的宇宙射线的成分推断出来的，然后再外推到整个银河系。关于在星系晕中的传播和逃逸到星系际介质中的细节仍然不确定。特定位置的宇宙射线的密度可以通过它们与星际气体云发生非弹性碰撞时产生的伽马射线来追踪。因此，我们分析了73个月的费米-LAT数据从300 MeV到10 GeV的方向上的几个高，中速云，位于银河系的晕。这些云应该没有内部的宇宙射线源，因此任何从它们发射的伽马射线都是银河系宇宙射线大规模分布的样本。我们第一次评估的伽玛射线发射率每氢原子高达~7千秒差距以上的银河系盘。发现辐射率随着与盘的距离而减小，这提供了相关能量的宇宙射线起源于其中的直接证据。此外，其中一个目标的发射率，上中速拱，暗示在2 kpc的磁盘内宇宙射线强度下降了50%。
2015-07-13 astro-ph.HE
Galactic Gamma Ray Background from Interactions of Cosmic Rays
各种研究证实了伽马射线观测可以作为探测宇宙射线源、研究宇宙射线密度分布和探索星际介质的平均性质（如星际介质的气体密度分布）的独特探测器。利用DRAGON程序，结合实际的源分布、银河系磁场（GMF）和气体密度分布，研究了不同的质子传输模型，并通过对局部观测的CR谱进行拟合，得到了银河系中质子的空间分布和能量分布。这里还显示了用于研究CR传播的模型参数的不确定性。我们得到的质子分布，然后被用来计算质子-质子相互作用产生的扩散伽玛射线通量的星系晕。我们比较了我们的漫射γ射线通量与以前的结果和各向同性的γ射线背景（IGRB）在亚TeV的能量制度测量的\textit{Fermi} -LAT。结果表明，IGRB的能量密度远小于IGRB，说明IGRB主要起源于河外。最后，我们使用我们得到的质子分布来计算单个银河系分子云（GMC）的γ射线通量，并将这些通量与GMC的\textit{Fermi} -LAT观测进行比较。
2020-01-07 astro-ph.HE
Particle Propagation in the Galactic Center and Spatial Distribution of Non-Thermal X-rays
我们表明，如果在14-40 keV范围内的银河系中心的非热辐射是由于逆韧致辐射的亚相对论质子，它们与热和冷馏分的星际介质的相互作用是同样重要的。我们的估计表明，在14-40 keV的范围内，从GC的总非热通量的约30%是在冷气体区域产生的，而其余的是由质子与热等离子体相互作用产生的。从6.7keV铁谱线的空间分布可以看出，热等离子体的空间分布具有很强的非均匀性，在分析质子在气相色谱中的传输时应考虑到这一点。从朱雀实验数据中我们得到了GC中次相对论质子扩散系数的独立估计值，其范围为$ 10^{26} - 10^{27}$ cm $^2$ s $^{-1}$
2009-06-09 astro-ph.GA astro-ph.HE
Exploring New Propagation Scales With Galactic Neutrinos
Harvard University（哈佛大学）；Durham University（杜伦大学）；Sorbonne Université（索邦大学）
基于IceCube和KM3NeT对银河系中微子的联合测量，研究准狄拉克中微子和中微子衰变两种新物理场景，并给出参数敏感区间。
2026-05-26 astro-ph.HE hep-ph
Supernova Gamma-Ray Echo as an Astrophysical Near Detector for Galactic Neutrino Propagation
Arizona State University（亚利桑那州立大学）；Technische Universität München（慕尼黑工业大学）
该研究提出利用超新星伽马射线回波作为近探测器，通过近-远比较直接检验银河系中微子传播，将赝狄拉克中微子的源归一化模糊性转化为可测量的近-远亏损，并扩展到中微子衰变和暗物质相互作用。
2026-09-24 astro-ph.HE hep-ph
Cosmic-ray protons, nuclei, electrons, and antiparticles under a two-halo scenario of diffusive propagation
我们报告的宇宙射线的质子，原子核，反质子，电子和正电子的能量谱内的“双晕模型”的扩散输运的计算。这两个晕代表了一个简单的，物理上一致的标准扩散模型的推广，其中假设一个独特的类型的宇宙射线在整个星系晕的扩散。相反，我们相信，当宇宙射线接近银河系圆盘时，它们可能会经历较小的扩散能量依赖性。最近对宇宙射线质子、原子核、各向异性和伽马射线的观测支持了我们的设想。我们预测在高能量下非常硬的反粒子谱。特别地，在E>10 GeV时，反质子/质子比率预计会变平，而正电子分数则会随着能量的增加而增加。我们讨论了通过反物质搜索宇宙射线物理和暗物质的影响。
2015-10-19 astro-ph.HE
A Comparison of the Galactic Cosmic Ray H, He and C/O Nuclei Spectra Measured Between ~5 and 500 MeV/nuc Beyond 122 AU at Voyager 1 with the Predictions of a Diffusion Model for Propagation in the Galaxy
2012年8月25日，旅行者1号上的低能日光层粒子消失后，H、He和C/O核的光谱被揭示出来，这些光谱与银河系宇宙射线的预期相似。这些光谱在30-60 MeV范围内具有强度峰值，在较低能量下降低到几MeV，在较高能量下降低到几百MeV。我们已经模拟了这些粒子在星系中的传播，使用更新的漏盒扩散模型，该模型确定了这些成分的光谱从~2 MeV到>200 GeV。模型中使用的关键参数是银河系的输入光谱~P^-2.24，它对所有成分都是一样的，并且与刚性无关;扩散系数在刚性较低的情况下为~ P ^-0.5，在刚性较低的情况下为~0.56 GV，扩散系数增加~ β ^-1.0。这些相同的参数也符合PAMELA和BESS实验的~10-200 GeV/nuc的高能H和He数据。因此，从最低能量到至少100 GeV，所有三个核的新旅行者谱都与刚性谱~P^-2.24一致。偏离该光谱可以合理地归因于传播效应。计算和新观察到的光谱之间的一些偏差，但是，低于~30 MeV/nuc，特别是对于C/O核，这可能是显着的传播和这些粒子的来源。
2013-08-20 astro-ph.HE physics.space-ph
New minimal, median, and maximal propagation models for dark matter searches with Galactic cosmic rays
银河系带电的宇宙射线（特别是电子、正电子、反质子和轻反核）是暗物质湮灭或衰变的有力探测器，特别是对于比几兆电子伏重的候选者或微小的蒸发的原始黑洞。PAMELA、AMS-02或VOYAGER最近对正电子和反质子的测量已经转化为对大质量范围内几个模型的约束。然而，这些限制取决于银河系的运输模型，特别是扩散晕的大小，受到理论和统计的不确定性。我们更新了所谓的MIN-MED-MAX基准传输参数，产生通用的最小，中位数和最大的暗物质引起的通量，这减少了通量的不确定性约2倍的正电子和6反质子，相对于他们以前的版本。我们还提供了方便的拟合公式相关联的预测次级反质子和正电子背景通量。最后，对于更精细的分析，我们提供了模型参数和协方差矩阵的不确定性的全部细节。
2021-03-06 astro-ph.HE hep-ph
Power requirements for cosmic ray propagation models involving re-acceleration and a comment on second order Fermi acceleration theory
在考虑再加速的传播模型中，我们导出了星际湍流向银河系宇宙射线传递能量的解析表达式。这是用来估计在这种模式所需的功率和相对重要性的主要加速对再加速。分析提供了一个正式的数学证明费米的启发式帐户的二阶加速在他的经典1949年的文件。
2014-05-26 astro-ph.HE
The Effects of the Galactic Magnetic Field on UHECR From Local Sources
我们总结了银河系磁场对来自当地河外源的宇宙射线传播的影响的研究结果。本研究的重点是相干结构的Jansson-Farrar银河系磁场模型，即：磁盘场，一个环向场，和一个x-场分量。银河系磁场阴影、源偏转和银河系磁场隧道视觉的现象都被注意到。在整个研究过程中，注意力都放在$10^{18.5}$ EV周围具有刚性的颗粒上，这些颗粒被认为在脚踝以上的宇宙射线谱中占主导地位。银河系磁场的组成部分主要负责引起这些不同的影响被确定。
2019-08-07 astro-ph.HE
Spectral features in galactic cosmic rays
最近的空间实验结果使宇宙射线数据达到了精确的水平。这些新的结果能够挑战宇宙射线在银河系中加速和传播的传统场景。在这些贡献，写的第十七次火山研讨会，我们将给出宇宙线通量的最新结果的概述，并将讨论一些可能的解释。这些测量有一个共同的特点，即存在意想不到的和尚未完全理解的光谱特征。
2018-08-22 astro-ph.HE
Galactic Cosmic Rays - Theory and Interpretation
围绕着宇宙射线的银河系成分的争论，能量收支，组成问题，光谱特征，各向异性，来源等，将被严格审查。我们正在进入银河系宇宙射线研究的一个新阶段，越来越清楚的是，精确的测量正在揭示新的，在某些情况下是意想不到的，这些特征迫使我们开发更复杂的模型来研究它们的产生和传播。然而，基本概念似乎是相当坚实的，在金兹伯格和瑟罗瓦茨基的经典著作《宇宙射线的起源》发表后的50多年里几乎没有什么变化。
2017-08-29 astro-ph.HE
Two-component diffuse Galactic gamma-ray emission revealed with Fermi-LAT
基于16年 Fermi-LAT 数据，本文发现银河弥散伽马射线辐射可分为低能普适成分与高能空间可变成分，支持宇宙线海与宇宙线岛的双重起源。
2025-09-30 astro-ph.HE hep-ph
