Measurement of anisotropies in the large-scale diffuse gamma-ray emission
我们已经进行了角功率谱的第一次测量在大规模的扩散发射的能量从1 - 50 GeV。我们比较了数据和模拟模型的结果，以确定各向异性性能的显着差异。我们发现角功率高于光子噪声水平的数据在多极大于~100的能量1 <E <10 GeV。数据中的超额功效表明模型中不存在点源群体的贡献。
2011-10-17 astro-ph.HE hep-ph
Small-Scale Anisotropies of Cosmic Rays from Relative Diffusion
多TeV宇宙射线的到达方向在小角尺度上表现出明显的各向异性。有人认为，这种小尺度的结构可以自然地产生于宇宙射线在局部湍流磁场中的散射，这些磁场扭曲了由扩散设置的全局偶极各向异性。我们研究了宇宙射线到达方向的功率谱，并表明小尺度各向异性的强度与相对扩散的性质有关。我们提供了一个形式主义，这些功率谱可以从模拟推断，并激发一个简单的分析扩展的整体平均扩散方程，可以占的效果。
2015-12-01 astro-ph.HE hep-ph
Anisotropies of ultra-high energy cosmic rays diffusing from extragalactic sources
我们得到了从河外源附近扩散的超高能宇宙射线到达方向的偶极各向异性。我们讨论的能量制度的空间扩散和准直线的一个导致只是角扩散在较高的能量。我们从一个单一的来源，使用两种不同的数值模拟验证的各向异性得到解析结果。对于一个方案与几个源在本地超星系团（与最近的源在一个典型的距离为几到几十Mpc），我们讨论了可能的过渡的情况下，其中各向异性占主导地位的几个源的能量低于几个EeV的制度，其中许多来源的贡献在较高的能量之间的情况。还讨论了非各向同性源分布的影响，表明它可以显着影响所观察到的偶极子。
2013-12-04 astro-ph.HE
Angular Power Spectrum of TeV-PeV Cosmic Ray Anisotropies
本文使用与星际介质观测一致的湍流参数模拟了TeV至PeV宇宙线各向异性，计算其角功率谱，发现功率谱随能量变化且在大尺度处变平，结果与HAWC和IceCube测量吻合，并揭示了高能下偏离回转性的重要性。
2024-10-12 astro-ph.HE
Cosmic ray transport and anisotropies to high energies
介绍了一个模型，在该模型中，银河磁场在耗散长度尺度以外的不规则谱首先是小尺度下的Kolmogorov谱$k^{-5/3}$（以$k$为波数）$λ\, = \, 2 π/k$，然后是饱和谱$k^{-1}$，最后是激波主导谱$k^{-2}$（主要在宇宙线盘外的晕/风中）.在各向同性近似下，这样的模型与星际介质（ISM）数据是一致的。利用这个模型讨论了银河系宇宙线（GCR）谱，以及河外超高能宇宙射线（UHECR）的化学丰度和各向异性。UHECR可能包括来自许多射电星系的质子成分，这些星系在远距离上被整合，在3 EeV以下就可以看到。
2015-11-13 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
Understanding the phase reversals of Galactic cosmic ray anisotropies
能谱和各向异性是探测宇宙射线起源的重要手段。最近的测量表明，复杂的，但非常有趣的结构存在，在类似的能量，在光谱和能量依赖的各向异性，表明这些结构的共同起源。特别有趣的现象是偶极各向异性的相位反转，这对理论建模提出了挑战。在这项工作中，第一次，我们确定，可能有一个额外的相位反转在$\sim 100$ GeV能量的偶极各向异性所指示的几个地下μ子探测器和费米卫星的第一次直接测量，符合数百个GV硬化的光谱。我们建议，这两个相位反转，连同能量演化的振幅和光谱，可以很自然地解释与附近的源重叠到扩散背景。因此，光谱和各向异性可以被理解为这个模型的标量和矢量分量，而相位的两个反转正好表征了附近源和背景之间宇宙线流的竞争。宇宙线流沿局部大尺度磁场的排列可能对宇宙线的传播起着重要但不占主导地位的调节作用。对各向异性的演变进行更精确的测量，无论是在低能量的空间探测器和高能量的空气淋浴实验的个别物种将是必不可少的，以进一步测试这一设想。
2022-12-07 astro-ph.HE
Discriminating Local Sources of High-Energy Cosmic Electrons and Positrons by Current and Future Anisotropy Measurements
Fermi-LAT在七年的数据中没有检测到宇宙射线（CR）电子和正电子（$e^-+e^+$）的明显各向异性，这是迄今为止对$e^-+e^+$各向异性的最强限制。HERD作为下一代CR天文台，有望比Fermi-LAT具有更好的各向异性探测能力。在本文中，我们讨论了几个模型，旨在解释AMS-02数据的各向异性测量的现在和未来。我们发现，费米-LAT的上限不赞成船帆座SNR作为亚TeV的主要来源，而其他情况下，保持安全的约束下的费米-LAT预计将区分彼此HERD。然后，我们讨论了显着的TeV光谱特征的可能性，并测试相应的各向异性。我们找到了TeV模型具有突出的谱特征同时又能避免Fermi-LAT约束的条件。此外，HERD的预期性能是足够敏感的，以检测所有这些TeV模型的各向异性，甚至对于一个无特征的TeV频谱的情况下。因此，HERD可能在宇宙电子和正电子起源的研究中起着至关重要的作用。
2018-07-24 astro-ph.HE hep-ph
Cosmic ray transport and anisotropies
我们发现，在~10 TeV的大尺度宇宙线各向异性可以解释由一个修改后的康普顿-得到的旧超新星遗迹的磁化流场的效果。这种方法提出了一个最佳的能量尺度检测的各向异性。两个关键的假设是，传播是基于湍流遵循柯尔莫哥洛夫定律和宇宙射线的相互作用是由运输通过恒星风的爆炸恒星。一个预测是，由于速度场的不完全采样，在较低能量处的振幅较小，并且由于拖尾，在较大能量处的振幅也较小。
2012-06-05 astro-ph.HE
Cosmic Ray Small-Scale Anisotropies in Quasi-Linear Theory
宇宙射线到达方向的分布是显著的各向同性，这是它们在磁场中反复散射的结果。然而，像IceCube和HAWC这样的高统计观测站已经揭示了在数百TeV的10，000分之一的水平上存在小尺度结构，这在宇宙射线的典型扩散模型中是不期望的。我们跟进的建议，这些小规模的各向异性是宇宙射线流在一个特定的实现的湍流磁场在我们当地的银河系附近的几个散射长度。到目前为止，这一假设主要是通过在湍流磁场中跟踪测试粒子来进行数值研究的。对于第一次，我们提出了一个分析计算，通过微扰的方法，可以预测宇宙射线到达方向的角功率谱为一个给定的湍流模型。我们说明了这种方法的一个简单的，各向同性的湍流模型，我们发现显着的协议与数值研究的结果。
2019-11-28 astro-ph.HE hep-ph
Anomalous Anisotropies of Cosmic Rays from Turbulent Magnetic Fields
宇宙射线在湍流星际磁场中的传播是一个典型的空间扩散过程。这种形式主义预测只有一个小的偏离各向同性CR分布的形式，在CR密度梯度或相对背景流的方向上的偶极子。我们表明，存在一个全球性的CR偶极矩必然会产生一个更高的多极矩在当地CR分布的频谱。这些“反常”的各向异性是在局部湍流磁场存在下刘维尔定理的直接结果。我们表明，该模型的预测与观察到的多TeV CR的功率谱非常吻合。
2014-01-15 astro-ph.HE hep-ex hep-ph
Cosmic-Ray Anisotropies: A Review
最近有关于所有能量的宇宙射线（CR）角分布的重要观测结果报告，对十年前对CR的看法提出了质疑。这些结果连同他们正在进行的解释总结在这个简短的概述文件，在第二十五届欧洲宇宙射线研讨会上提出的贡献。
2016-12-23 astro-ph.HE
Diffuse neutrinos from extragalactic supernova remnants: Dominating the 100 TeV IceCube flux
冰立方测量了TeV-PeV中微子的扩散天体物理通量。最合理的来源是独特的高能宇宙射线加速器，如超新星遗迹（HNR）和星爆星系中的伽马射线暴遗迹，它们可以产生具有所需能量和丰度的初级宇宙射线。然而，在这种情况下，比HNR丰富得多的普通超新星遗迹（SNRs）在高达100-150 TeV的能量范围内产生相当或更大的中微子通量，这意味着冰立方信号在这些能量附近的光谱中断。高达这一百TeV能量的扩散通量中的SNR贡献提供了一个自然的基线，然后约束预期的PeV通量。
2015-05-18 astro-ph.HE hep-ph
Observing small-scale $γ$-ray anisotropies with the Cherenkov Telescope Array
解开弥散伽玛射线背景（DGRB）的组成是伽玛射线天文学的一个主要挑战。据推测，在最高的能量，DGRB是由相对较少的，尚未解决的点源占主导地位。这个猜想最近得到了费米大面积望远镜（LAT）在500 GeV能量范围内对DGRB中小尺度各向异性的测量结果的支持。我们展示了如何这样的各向异性可以搜索与即将到来的地球上的切伦科夫望远镜阵列（CTA）的TeV范围。我们调查不同的观测模式，以分析CTA数据的小尺度各向异性，并提出投影河外大面积巡天作为最有前途的数据集。依靠最新的模型的性能的南部CTA，我们发现，CTA将能够探测各向异性的DGRB从未解决的点源在相对振幅为$C_{\rm P}^I/I^2_{\rm DGRB}\gtrsim 4\times 10^{-3}\,{\rm sr}$在能量超过30 GeV和角度尺度$\lesssim 1.5^{\circ}$。这种DGRB各向异性尚未被费米LAT排除。所提出的分析将主要澄清耀变体和未对准的活动星系核对DGRB的甚高能量区域的贡献，以及提供对银河系和河外密度结构中的暗物质湮灭的深入了解。最后，它构成了一个测量与互补的系统不确定性相比，费米-LAT。
2018-08-22 astro-ph.CO astro-ph.HE
Small-scale anisotropies of cosmic rays from relative diffusion
多TeV宇宙射线的到达方向在小角尺度上表现出明显的各向异性。有人认为，这种小尺度结构反映了局部的，湍流磁场在全球偶极子各向异性的存在下，宇宙射线的扩散所确定的。这种效应类似于宇宙微波背景温度涨落的弱引力透镜效应。我们发现，在这个设置中的非平凡的功率谱可以与相对扩散的属性，我们研究的收敛角功率谱的稳态作为回溯时间的函数。我们还确定了稳态解的分析方法的基础上修改的BGK的anasterian。对小尺度各向异性的产生进行严格的数学处理，将有助于通过宇宙射线各向异性揭示局部磁场的结构。
2015-11-30 astro-ph.HE
Convection Anisotropies of Cosmic Rays in Highly Magnetized Plasma
本文将宇宙线湍流对流模型扩展至各向异性扩散，发现统计各向同性被打破但角功率谱形状保持不变，可用 Kolmogorov 定律解释 TeV 宇宙线小尺度各向异性。
2025-06-25 astro-ph.HE
Olber's Paradox for Superluminal Neutrinos: Constraining Extreme Neutrino Speeds at TeV-ZeV Energies with the Diffuse Neutrino Background
在狭义相对论中，唯一不变的速度是c;因此，如果一些中微子的运动速度超过c，即使是微小的速度，正常的狭义相对论是不完整的，任何超光速都是可能的。我推导出了高能中微子超光速速度v >> c的极限，注意到这样的速度会增加中微子视界的大小。可见宇宙体积的增加导致了更明亮的天体物理中微子背景。未检测到来自恒星形成星系和高能宇宙射线（UHECR）的“保证”中微子背景，限制了TeV-ZeV能量的v/c。我发现，在60 TeV的未检测到的中微子从恒星形成星系的v/c <= 820。从UHECR中微子的未检测约束v/c小于2500在0.1 EeV的悲观模型和小于4.6在4 EeV的乐观模型。UHECR中微子背景未检测到与OPERA结果到EeV能量的天真二次外推强烈不一致。这些限制适用于一些警告，特别是预期的π介子中微子背景存在，中微子通过探测器时的速度比c快。随着对预期中微子背景的更好理解和新的实验中微子背景限制，它们可以得到实质性的改进。我还指出，极端的亚光速将导致中微子背景强度比预期的小得多。
2011-11-15 astro-ph.HE hep-ph
Large- and Medium-Scale Anisotropies in the Arrival Directions of Cosmic Rays observed with KASCADE-Grande
本文研究了由KASCADE-Grande空气簇射实验观测到的宇宙射线到达方向的各向异性。该分析基于约2370万个事件的公共数据，重建的初级能量超过1 PeV。我们采用了一种新的最大似然重建方法的宇宙射线各向异性，弥补虚假的各向异性引起的本地检测器的影响。我们没有发现大规模的偶极子各向异性的数据，与官方的结果一致的基础上，传统的东西导数方法的证据。另一方面，一个中位能量为33 PeV的宇宙射线子集显示了一个角直径为40度的中等尺度特征的强有力证据。在考虑到别处效应后，该中等尺度特征的试验后显著性为4 $σ$水平。
2019-11-29 astro-ph.HE hep-ex hep-ph
Small-Scale Anisotropies of Cosmic Rays from Turbulent Flow
本文在经典对流-扩散框架下证明宇宙线角功率谱直接反映星际湍流，并用柯尔莫哥洛夫谱指数和对流速度弥散近似解释了 IceCube 与 HAWC 在 TeV 能段观测到的小尺度各向异性。
2024-02-26 astro-ph.HE
Anisotropies of ultra-high energy cosmic ray nuclei diffusing from extragalactic sources
我们得到了从河外源附近扩散的超高能宇宙线核到达方向的偶极各向异性。我们考虑混合成分的情况下，不同的宇宙射线核被加速到相同的最大刚度，使$E<ZE_\text{max}^p$，与$Z$的原子序数和$E_\text{max}^p$的最大质子能量。我们采用了$E_\text{max}^p\simeq 6$ EeV，以便考虑踝关节上方越来越重的成分。通过蒙特卡罗模拟，我们得到了宇宙线在河外湍流场中的各向异性，以及光衰变和其他能量损失的影响。在能量为$\sim 10$ ~EeV的情况下，对于源密度和磁场的合理值，预测了5 ~ 10%的偶极各向异性。
2015-07-23 astro-ph.HE
Large-scale anisotropies of ultra-high-energy cosmic rays measured at the Pierre Auger Observatory
本文综述 Pierre Auger 天文台对超高能宇宙线大尺度各向异性的测量，并基于19年数据讨论8 EeV以上显著偶极信号及其河外起源指示。
2025-07-25 astro-ph.HE hep-ph
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
Comic ray flux anisotropies caused by astrospheres
巨大的天体球或恒星风气泡影响能量高达TeV范围的宇宙射线的传播，并可以作为小规模的汇，减少宇宙射线通量。我们通过将半径为10\，pc的球体嵌入半径为1\，kpc的球体中来模拟这样的汇（在2D中）。宇宙线通量的计算是通过向后随机微分方程从一个观察者，这是位于$r_{0}$，到外边界。事实证明，这种小规模的下沉可以影响观测者所在位置的宇宙射线通量的几个千分之一（即几个0.1%），这是在IceCube，Milagro和其他大面积望远镜的观测范围内。
2016-07-18 astro-ph.HE
Anomaly in the cosmic-ray energy spectrum at GeV-TeV energies
最近通过各种实验对宇宙射线的测量发现，宇宙射线的能谱在TeV区域比在GeV能量区域更硬。光谱硬化的起源还不清楚。在本文中，我们讨论了光谱硬化可能是由于与银河系中的老超新星遗迹有关的弱激波对宇宙射线的再加速效应。
2015-05-04 astro-ph.HE
Searches for Cosmic-Ray Electron Anisotropies with the Fermi Large Area Telescope
\textit{Fermi}卫星上的大面积望远镜（\textit{Fermi} -LAT）在运行的第一年中探测到160多万个能量超过60 GeV的宇宙射线电子/正电子。这些事件的到达方向进行了搜索的各向异性的角度尺度从$\sim$ 10 $^\circ$延伸到90 $^\circ$，并从60 GeV延伸到480 GeV的最小能量。使用两种独立的技术来搜索各向异性，均导致无效结果。各向异性程度的上限取决于分析的能量范围和各向异性的角度尺度。偶极各向异性的上限范围为$\sim0.5%$至$\sim10%$。
2011-01-10 astro-ph.HE
Observation of Anisotropy in the Arrival Direction Distribution of Cosmic Rays above TeV Energies with Icecube
2009年5月至2010年5月，冰立方中微子探测器记录了320亿个大气μ子，这些μ子是由TeV能量范围内的宇宙射线产生的空气簇射产生的。有了这样高的统计样本，有可能在南半球首次观察到银河宇宙线各向异性的能量依赖性高达几百TeV。这项研究表明，相同的大规模的各向异性观察到的中位数能量约为20 TeV的是不存在于400 TeV;在400 TeV观察到的各向异性显示出实质性的差异，相对于在较低的能量。除了在20 TeV的强偶极子和四极矩的形式观察到的大规模的功能，数据包括几个局部区域的过剩和赤字的规模之间的10{ \degree }到30{ \degree }。在大尺度和小尺度上观察到的特征具有统计学意义，但它们的起源目前尚不清楚。
2011-10-10 astro-ph.HE
Searching for Variability of the Crab Nebula Flux at TeV Energies using MAGIC Very Large Zenith Angle Observations
蟹状星云曾经被认为是一个稳定的源，直到AGILE和费米伽马射线天文台在MeV和GeV能量范围内观测到通量增加30倍的强烈耀斑。现有的星云模型通常假设，在较低的能量发射同步辐射的电子人口是负责通过逆康普顿（IC）散射的VHE发射。这表明，同步加速器$γ$射线发射的可变性也可以在多TeV的能量范围内观察到。到目前为止，还没有发现蟹状星云流量在VHE制度的变化。2015年，MAGIC开始了一项观测活动，提高了$γ$ -射线的收集效率，超过几十TeV。这些观测是在甚大天顶角（VLZA）下进行的，并导致收集面积大幅增加。这使我们能够在比标准观测更短的时间内观察到TeV能量下的低通量，并显着增加可观测的能量。自2015年以来，我们研究了从VLZA数据中获得的蟹状星云光变曲线，以寻找最高TeV能量下的通量变化。将介绍本研究的结果。
2019-09-10 astro-ph.HE
Ordinary Stars as Potential TeV Cosmic-Ray Accelerators
本研究提出太阳等普通主序星可通过色球层激波漂移加速产生TeV宇宙线，并定量估计最大能量、谱指数与通量，以解释本地TeV电子正电子超出。
2025-07-24 astro-ph.HE
Cosmic ray propagation in the interstellar magnetic fields
TeV-PeV宇宙射线（CR）在银河系中的传播可以描述为一个扩散过程。我们在这里讨论两个影响，具有重要的观测结果，不能预测的扩散近似在其通常的形式。首先，我们提出了一个解释的CR各向异性观察到在小角度尺度上的天空。我们发现，当地的磁场配置内的CR平均自由程从地球自然的结果在CR通量各向异性在小和中等尺度。第二，我们指出，TeV-PeV CR应预期在星际介质中扩散强烈的各向异性的尺度小于最大尺度的空间波动的字段，$\sim 100$ pc。这特别质疑了关于CR在源周围扩散的通常假设。
2014-11-28 astro-ph.HE
Large-scale anisotropies of extragalactic cosmic rays below the ankle
我们研究的各向异性的大角度尺度上，它可以存在于从人口的河外源到达地球的宇宙射线的通量，专注于第二个膝盖和脚踝之间的能量范围。在这个能量范围内，粒子受到银河系磁场的显著影响，然后在塑造预期的各向异性方面发挥相关作用。银河系磁场使宇宙射线的轨迹发生偏转，从而改变了银河系晕外的各向异性，特别是与观测者的平移运动有关的偶极各向异性（康普顿-吉丁效应）。此外，由于银河系的旋转，在地球观测者的参考系中，有一个银河场的电子分量，它会产生粒子动量的微小变化。这种加速依赖于宇宙射线的到达方向，因此在给定的能量范围内，它会导致观测到的通量的各向异性。我们分析了预期的振幅和相位所产生的偶极分量的流量和讨论的可能性，以解释通过这些影响的变化，在1 EeV左右的能量观察到的相位的赤经分布。
2022-11-16 astro-ph.HE
Advanced search for the extension of unresolved TeV sources with H.E.S.S.: First measurement of the extension of the Crab nebula at TeV energies
目前成像大气切伦科夫望远镜的分辨率仅限于几角分的尺度。在甚高能（VHE; E > 100 GeV）伽马射线区域中，对与仪器分辨率相当或小于仪器分辨率的源尺寸的测量通常受到统计学的限制，特别是受到仪器点扩散函数（PSF）特性的不确定性的限制。PSF随观测和仪器条件变化很大，需要对这些条件进行随时间变化的模拟。采用这种模拟，我们大大提高了我们对H.E.S.S.的理解。PSF和现在能够探测远低于一弧分尺度的源扩展。我们提出的结果，这种新的方法应用于已知的VHE伽马射线源，并显示这如何使我们能够揭示第一次在TeV的伽马射线能量的蟹状星云的扩展，假设高斯源形状的宽度为52弧秒。
2017-07-13 astro-ph.HE
Search for Cosmic-Ray Electron and Positron Anisotropies with Seven Years of Fermi Large Area Telescope Data
费米伽马射线太空望远镜上的大面积望远镜自开始运行以来收集了有史以来最大的高能宇宙射线电子和正电子事件样本。宇宙射线电子或正电子到达方向上的各向异性可能是附近源存在的标志。我们使用了近七年的数据与能量超过42 GeV处理的通行证~8重建。目前的数据样本可以探测偶极各向异性下降到$10^{-3}$的水平。我们考虑到系统的影响，可以模仿真正的各向异性在这个水平上。我们提出了一个详细的研究的事件选择优化的宇宙射线电子和正电子用于各向异性搜索。由于没有显着的各向异性已被检测到在任何角度尺度上，我们提出的偶极各向异性的上限。目前的限制是迄今为止最强的探测附近的年轻和中年来源的存在。
2017-03-03 astro-ph.HE
The Sun at GeV--TeV Energies: A New Laboratory for Astroparticle Physics
太阳是天体粒子物理学的一个极好的实验室，但在GeV-TeV能量下仍然知之甚少。尽管太阳与宇宙射线传播和暗物质研究都有着巨大的关联，但直到最近几年，太阳才成为费米-LAT仪器精确伽马射线天文学的目标。观测结果中最令人惊讶的是GeV伽马射线通量的硬过量，它与太阳活动强烈反相关，特别是在费米-LAT可获得的最高能量下。大多数观测到的伽马射线发射的性质不能用现有的宇宙射线与太阳大气相互作用的模型来解释。跨越整个太阳周期的GeV-TeV伽马射线观测将为这些伽马射线的起源提供关键见解，从而提高我们对太阳环境的理解以及新物理搜索的前景，如暗物质。这些可以通过中微子和宇宙射线的新观测来补充。这些观测使太阳成为动态环境中粒子物理学的新试验场。
2019-03-30 astro-ph.HE astro-ph.SR hep-ph
Skymap for atmospheric muons at TeV energies measured in deep-sea neutrino telescope ANTARES
最近不同的实验提到已经观察到大尺度的宇宙线各向异性在TeV的能量，例如米拉格罗，西藏和超级神冈。对于这些能量，宇宙射线应该是接近各向同性的。任何对宇宙线各向异性的测量都可以提供一些关于宇宙线传播和起源的信息。虽然ANTARES中微子望远镜的主要目的是探测高能宇宙中微子，但探测器主要测量向下运动的μ子，这是宇宙射线在地球大气层中碰撞的衰变产物。本文介绍了ANTARES实验中第一年测量TeV能量下行大气μ介子的分析方法，当时最后12条谱线中有5条正在采集数据。
2009-08-06 astro-ph.HE astro-ph.IM
On the Energy Dependence of Galactic Cosmic Ray Anisotropies in the Very Local Interstellar Medium
我们报告的能量依赖的银河宇宙射线（GCR）在非常本地星际介质（VLISM）的测量的低能量带电粒子（LECP）仪器的旅行者1号（V1）航天器。LECP仪器包括一个双端固态探测器粒子望远镜，可在8个等距角扇区上进行360度机械扫描。如前所述，LECP测量显示，2012年在V1日球层顶（HP）穿越时，计数率>=211 MeV（CH 31）的所有扇区的GCR强度急剧增加，然而，从那时起，计数率数据显示了90°俯仰角附近粒子强度下降的系统性事件。为了阐明这些GCR各向异性在很宽的能量范围内的能量依赖性，我们使用V1 LECP计数率和脉冲高度分析仪（PHA）的数据从>=211 MeV的通道与较低的能量LECP通道。我们的分析表明，虽然GCR各向异性存在于很宽的能量范围内，但在各向异性发作期间，随着能量的增加，二阶各向异性的幅度有减小的趋势。一个更强的俯仰角散射在较高的速度被认为是一个潜在的原因，这种能量依赖。这种速度依赖性所产生的散射平均自由程和由此产生的速度占主导地位的散射率的弱刚度依赖性的一个可能的原因进行了讨论。这种解释是一致的，最近报道缺乏相应的GCR电子各向异性。
2022-01-19 astro-ph.HE physics.space-ph
Cosmic ray electron and positron spectra at TeV energies
在过去的十年中，宇宙线电子的观测取得了长足的进步，现在可以直接观测到~ 1 TeV的全电子通量以及单独的电子和正电子谱。在2022年版的Rencontres de Moriond关于宇宙中的极高能量现象的邀请贡献中，我们回顾了TeV能量的宇宙射线电子和正电子光谱数据，并对其解释提供了一般性评论。随后，我们着重研究了正电子过剩的随机涨落和次级模型。
2022-11-27 astro-ph.GA astro-ph.HE
No longer ballistic, not yet diffusive--the formation of cosmic ray small-scale anisotropies
TeV-PeV宇宙射线的到达方向是非常均匀的，这是由于它们在湍流磁场上的散射使方向各向同性。小的各向异性可以存在于标准的扩散模型，但是，只有在最大的角度尺度。然而，像IceCube和HAWC这样的高统计观测站已经发现了从各向同性到小角度尺度的显着偏差。在这里，我们解释了小尺度各向异性的形成，考虑对宇宙射线，得到相关的运输通过相同的实现的湍流磁场。我们认为，小规模的各向异性的形成是反映的特定实现的湍流磁场所经历的宇宙射线之间的早期，弹道制度和后期，扩散制度的时间尺度。我们以两种不同的方式来处理这个问题：首先，我们在合成湍流中运行测试粒子模拟，首次覆盖了具有现实湍流参数的观测的TV刚性。其次，我们扩展了最近推出的混合矩阵方法，并确定了稳态角功率谱。在整个过程中，我们采用静磁，板状湍流。我们发现，在这两种方法在很大范围内的刚性的预测角功率谱之间的良好协议。在未来，测量小尺度的各向异性将是有价值的约束性质的湍流磁场在我们的银河系附近。
2021-11-11 astro-ph.GA astro-ph.HE
Implications of the pulsar wind nebula scenario for a TeV gamma-ray source VER J2016+371
我们对TeV伽马射线源VER J2016+371进行了多波长研究，该伽马射线源被认为与超新星遗迹CTB 87（G74.9+1.2）有关，并根据X射线和射电形态，CTB 87被确定为演化的脉冲星风星云。在VER J2016+371附近的一个源也被费米伽马射线太空望远镜探测到，这表明在GeV能量下可能存在对应的源。我们发现，打破幂律（BPL）分布的电子可以解释观察到的数据在无线电，X射线和TeV的能量，但是，是不足以解释的数据在MeV-GeV的能量。电子的麦克斯韦分布以及低磁场中电子的BPL分布可以解释观察到的从射电到TeV能量的多波长数据，这表明这是该来源最有可能的情况。我们还发现，虽然强子模型可以解释所观察到的GeV-TeV数据的环境物质密度的$\sim 20~ \rm cm^{-3}$，没有观测支持，这样高的环境密度使得这种强子的情况下不太可能为这个源。
2016-05-23 astro-ph.HE
Monitoring radio galaxies at TeV energies with HAWC
高海拔水切伦科夫（HAWC）伽马射线天文台的瞬时视场为2 sr，占空比> 95%，是监测可变TeV源的理想仪器。由于射电星系是一种活动星系核（AGN），其喷流与我们的视线不一致，它们可以帮助我们探测这些物体中的甚高能量（VHE）发射过程的物理学。在其他设施探测到的TeV能量的射电星系中，有四分之三位于HAWC天文台的视野内：M87，NGC 1275和3C 264。在它们的位置上搜索TeV伽马射线不会产生统计上显著的过量计数。我们提出了相应的上限为每个射电星系和光变曲线，涵盖3年的数据与HAWC。
2019-08-30 astro-ph.GA astro-ph.HE
Interpretation of the flares of M87 at TeV energies in the cloud-jet interaction scenario
具有错位喷流的活动星系核最近被确定为一类高能伽马射线源。M87是这一类别的代表，在不到一天的时间尺度上显示出快速的TeV变化。我们目前的计算框架中的情况下，在非耀变体活动星系核的伽马射线耀斑产生的红巨星或气体云与射流相互作用。我们表明，无论是光变曲线和能量谱的壮观的2010年4月耀斑可以重现这个模型，假设一个相对巨大的云约1.e29克穿透到喷流在几十个史瓦西半径的超大质量黑洞。
2012-06-27 astro-ph.HE
A New Maximum-Likelihood Technique for Reconstructing Cosmic-Ray Anisotropy at All Angular Scales
TeV-PeV宇宙射线的到达方向显示出微弱但显著的各向异性，相对强度为千分之一。由于各向异性很小，定量研究需要仔细地从观测中分离探测器效应。我们讨论了一个迭代的极大似然重建，同时适合宇宙射线各向异性和探测器接受。该方法不依赖于探测器模拟，并提供了一个最佳的各向异性重建位于中纬度的地基宇宙射线观测站。它特别适合于恢复偶极各向异性，这是一个重要的观测研究宇宙射线在我们的银河系中的扩散。我们还提供了一般的分析方法，恢复大型和小型的各向异性，考虑到系统的影响，地面探测器的观察。
2016-05-18 astro-ph.HE hep-ex
Extracting the Energy-Dependent Neutrino-Nucleon Cross Section Above 10 TeV Using IceCube Showers
中微子是探测物质深层结构和高能宇宙的关键。然而，直到最近，它们的相互作用只在实验室能量高达约350 GeV的情况下测量。随着冰立方中高能中微子的探测，一个测量它们在更高能量下相互作用的机会出现了，这部分是天体物理学的起源。地球内部物质的散射影响了它们到达方向的分布-从这一点出发，我们提取了中微子-核子截面，能量从18 TeV到2 PeV，在四个能量箱，尽管中微子通量的不确定性。使用六年的公共IceCube高能启动事件，我们明确表明，第一次，截面的能量依赖性高于18 TeV同意预测软比线性的依赖性，并重申没有新的物理，将使截面急剧上升，到一个质心的能量约1 TeV。
2019-01-12 astro-ph.HE hep-ex hep-ph
MAGIC observations of Dragonfly Nebula at TeV Energies using the Very Large Zenith Angle Technique
北天弥漫伽马射线辐射最明亮的区域之一是天鹅座恒星形成区，人们可以假设最具活力的过程正在发生。蜻蜓星云（MGRO J2019+37）是天鹅座地区最明亮的来源之一。它最初由MILAGRO发现，后来被VERITAS分解为两个源：微弱的点状源VER J2016+371和明亮的扩展源VER J2019+368。后者占MGRO J2019+37发射的大部分，其光谱在TeV范围内是最难的。我们报告了VER J2019+368的专用MAGIC观测活动的结果。利用甚大天顶角观测技术获得的数据提供了约一平方公里的有效收集区域。我们使用了$\sim$ 45小时的数据收集下非常大的天顶角探索通量的来源在TeV的能量。
2019-09-11 astro-ph.HE
Detection of two TeV shell-type remnants at GeV energies with Fermi-LAT: HESS J1731-347 and SN 1006
我们报告了超新星遗迹HESS J1731-347和SN 1006的第一个高意义的GeV伽马射线探测，这两个都是以前通过1 TeV以上的成像大气切伦科夫望远镜探测到的。利用8年的费米通道8数据，在1 GeV和2 TeV之间的能量，我们检测到的位置HESS J1731-347的$\sim 5σ$的显着性和$Γ= 1.66 \pm 0.16_{\rm stat} \pm 0.12_{\rm syst}$的光谱指数的排放。该指数的硬度和与HESS J1731-347的TeV谱的良好联系支持两个源之间的关联。我们还确认在$\sim 6σ$探测到SN 1006，光谱指数为$Γ= 1.79 \pm 0.17_{\rm stat} \pm 0.27_{\rm syst}$。SN 1006的东北（NE）和西南（SW）分支也分别拟合，导致NE区域（$Γ= 1.47 \pm 0.26_{\rm stat}$）的检测和SW区域的未检测。两个分支的不同光谱分量的意义是$3.6σ$，提供了GeV $γ$射线发射不对称的第一个迹象。
2017-11-15 astro-ph.HE
Rapid variability at very high energies in Mrk 501
高能立体观测系统（H.E.S.S.）观测到BL Lac天体Mrk 501的一个主要耀斑状态。2014年6月通量水平高于一个螃蟹单位记录和快速的变化，在非常高的能量（$\sim$ 2-20 TeV）被发现。耀斑所提供的高统计数据使我们能够探测分钟时间尺度变化的存在，并研究其统计特性，专门在TeV的能量，由于约2 TeV的高能量阈值。倍增时间的几分钟，估计通量大于2 TeV。统计测试的光变曲线显示有趣的时间结构的变化，包括偏离正常的通量分布类似于那些发现在PKS 2155-304耀斑的2006年7月，在近一个数量级更高的阈值能量。如此高能量的快速变化对耀变体喷流的物理机制产生了强烈的约束。
2015-09-16 astro-ph.HE
Cosmic-ray spectral anomaly at GeV-TeV energies as due to re-acceleration by weak shocks in the Galaxy
最近的宇宙射线测量的ATIC，CREAM和PAMELA实验发现了一个明显的硬化的能谱在TeV的能量。虽然硬化的起源还不清楚，但可能的解释包括宇宙射线源光谱的硬化，银河系中宇宙射线传播特性的变化以及附近源的影响。在这篇文章中，我们提出光谱异常可能是银河系中弱激波对宇宙射线的再加速效应。宇宙射线在被强烈的超新星残余激波加速后，在银河系中进行扩散传播。在传播过程中，宇宙射线可能会再次遇到膨胀的超新星遗迹冲击波，并被重新加速。由于老超新星遗迹的体积较大，遇到老超新星遗迹的概率预计会比年轻超新星遗迹大，预计再加速主要是由较弱的冲击产生的。由于较弱的冲击产生较软的粒子谱，因此产生的再加速分量将具有比强冲击产生的初始宇宙射线源谱更陡的谱。对于一组合理的模型参数，它示出，这种再加速组件可以占主导地位的GeV的能量区域，而非再加速组件占主导地位，在更高的能量，解释所观察到的GeV-TeV的光谱异常。
2013-08-06 astro-ph.HE
Time-resolved multiwavelength observations of the blazar VER J0521+211 from radio to gamma-ray energies
VER J0521+211（RGB J0521.8+2112）是在TeV伽马射线区发现的最明亮和最强大的耀变体之一。它的红移为z=0.108，自2009年发现以来，VER J 0521 +211的平均TeV通量超过蟹状星云的0.1倍，相当于$3\times10^{44}$ erg s $^{-1}$的各向同性光度。我们提供了2012年11月至2014年2月期间对该天体进行的全面多波长活动的数据，包括单碟射电观测、光学测光和偏振测量、紫外线、X射线、GeV和TeV伽马射线数据（VERITAS，MAGIC）。在所有波长都观测到了显著的通量变化，包括2013年秋季伽马射线能量的长期高态。夜分辨光谱在X射线和TeV的能量，并解释所观察到的通量和光谱变异的发射机制进行了讨论。
2015-09-07 astro-ph.HE
A Survey of TeV emission from Galactic Supernova Remnants with HAWC
超新星遗迹（SNRs）长期以来一直被假设为PeV能量以下的银河系宇宙射线的主要来源。其中一些确实被证明可以将质子加速到TeV能量以上。但是它们中哪一个确实是质子和原子核的有效加速器呢？它们能把这些粒子加速到什么能量？非热辐射的测量，特别是在X射线和伽马射线的制度，是回答这些问题的关键。高海拔水切伦科夫观测台观测北部TeV伽马射线天空，是目前VHE（甚高能，$>$ 100 GeV）范围内最灵敏的宽视场观测仪器。HAWC记录了三年多的数据，非常适合对银河系SNR的伽马射线发射进行无偏见的调查，特别是在TeV能量及以上。在这篇论文中，我将概述HAWC天文台最近对来自SNRs的VHE伽马射线发射的测量。结合来自其他波长的数据，这些测量用于获得有关底层粒子群的信息，例如最大加速能量以及轻子或强子过程是否负责发射。
2019-07-19 astro-ph.HE
A speculation about a puzzled result in energy spectrum of cosmic-ray electrons around TeV energies
在完全电离的极薄大气中，核库仑势可以泄漏到宏观空间尺度。这种效应被用来解释不同实验组测量到的$1 TeV$周围宇宙射线电子能谱的差异。这一结果启发我们在极端条件下重新审视传统的电磁簇射理论。这也提醒我们，在更高的高度上用费米-LAT和DAMPE测量的宇宙线电子的能谱更接近真实的特征。
2019-09-11 astro-ph.HE hep-th
Gamma-ray, Particle and Exotic Physics at TeV energies with the MAGIC telescopes
MAGIC是一种由一对望远镜组成的仪器，用于TeV范围内的伽马射线和宇宙射线天体物理学。它已经运行了十多年，是该领域目前性能最好的仪器之一，特别是在低能量下，它实现了最大的灵敏度。MAGIC在银河系和河外伽马射线科学方面追求强大的计划。它对耀变体、射电星系团和星系团以及超新星、新星、脉冲星风星云、双星和双星系统的观测目录现已增加到几十个探测目标。此外，MAGIC还适用于宇宙射线搜索，对掠过地球的τ中微子、宇宙反质子等的特征非常敏感。此外，MAGIC有一个强大的基础物理程序，搜索粒子暗物质，洛伦兹不变性违反，轴子样粒子和原始黑洞蒸发，在一些相关的情况下提供重要的最新限制。最后，MAGIC还有一个后续的引力波事件计划。在本文中将讨论一些突出的主题。
2017-06-15 astro-ph.HE
The Dipole Anisotropy of Galactic Cosmic Rays
银河系宇宙射线的到达方向在不同的角尺度上表现出千分之一的各向异性。最近对TeV-PeV宇宙射线的观测表明，偶极各向异性具有很强的能量依赖性，在100 TeV附近出现相位翻转。我们认为，这种行为可以很好地理解的各种效应的组合：宇宙射线的各向异性扩散，附近的源的存在下，康普顿-Getting效应从我们的相对运动和地面观测站的重建偏差。
2018-11-20 astro-ph.HE
Revisiting the hardening of the cosmic-ray energy spectrum at TeV energies
通过ATIC、CREAM和PAMELA等实验对宇宙射线的测量表明，宇宙射线能谱在TeV能量处硬化。在我们最近的工作中（Escherdam & Hörandel 2012a），我们表明硬化可能是由于附近超新星遗迹的影响。我们展示了质子和氦的情况。在本文中，我们提出了一个改进的和详细的版本，我们以前的工作，并扩展我们的研究更重的宇宙射线物种，如硼，碳，氧，铁核。与我们以前的研究不同，本工作涉及背景宇宙射线的详细计算，并遵循一致的处理宇宙射线源参数之间的背景和附近的组件。此外，我们还提出了一个详细的比较，我们的结果的次级到初级的比率，次级光谱，和扩散伽马射线光谱与预期的结果从其他现有的模型，这可以检查未来的测量在高能量。
2013-08-05 astro-ph.GA astro-ph.HE
Observation of TeV-PeV cosmic ray anisotropy with IceCube, IceTop and AMANDA
在TeV-PeV能量范围内对宇宙线各向异性的研究可以为我们银河系附近宇宙射线的起源和传播提供线索。由于观测到的各向异性非常小，低于千分之一水平，因此需要大的事件体积以足够详细地表征它。在过去的六年里，冰立方天文台已经收集了1500亿次宇宙射线引起的μ子事件。这个大的数据样本使得有可能检测到南半球的各向异性，下降到10 $^{-5}$水平，在初级能量超过10 TeV。所观察到的各向异性不是简单的偶极子，但它可以被描述为由球谐展开的多极分量组成，约为10 $^{\circ}$。在100 TeV以上的宇宙线到达分布的拓扑结构的变化被观察到。收集的数据与空气淋浴阵列IceTop超过300 TeV确认PeV的能量尺度的意见。此外，加上2000年至2007年期间运行的AMANDA中微子望远镜收集的数据，使我们能够搜索观测到的TeV各向异性的时间变化。
2013-08-01 astro-ph.HE
The TeV Blazar Measurement of the Extragalactic Background Light
在太空中传播的伽马射线很可能会被周围的河外背景光（EBL）所产生的电子-正电子对所熄灭。EBL的光谱是由来自宇宙历史上所有星系的星光（以及经过尘埃再加工的星光）产生的。用\textit{Fermi}观测了40 - 400 GeV γ射线的衰减，并用来测量能量为1 eV-10 eV的EBL谱，使$z\sim 1$红移。几个TeV开拓者的测量结果与衰减一致，归因于红移$z\sim 0.1$的EBL。在这里，我们同时分析了一组TeV的开拓者在$z\sim 0.1$测量光学深度为100 GeV - 10 TeV的伽马射线，与EBL的能量为0.05 eV - 5 eV的相互作用。使用一套模型的EBL，我们表明，由TeV耀变体衰减表示的光学深度是在较低的伽马射线能量和较高的红移与测量的光学深度\textit{Fermi}很好的协议。
2013-12-05 astro-ph.HE
