Delayed Onset of High-Energy Emissions in Leptonic and Hadronic Models of Gamma-Ray Bursts
本文在轻子和强子模型下数值模拟了伽马射线暴瞬发辐射的时间谱演化。对于足够弱的磁场,轻子模型可以再现费米-LAT观测到的GeV光子发射开始的几秒钟延迟,这是由于逆康普顿散射的目标光子场的缓慢增长。然而,即使在更强的磁场中,GeV的延迟也可以用强子模型来解释,这是由于质子的加速时间尺度很长,并且在粒子注入结束后会持续产生质子。在单带轻子模型中,MeV和GeV光变曲线的半高宽几乎相同,而在强子模型中,1- 30 GeV光变曲线的半高宽明显大于0.1- 1 MeV光变曲线的半高宽。GeV延迟的量取决于Klein-Nishina效应在轻子和强子模型中的重要性。在我们的强子模型的例子中,逃逸中子的能量与伽马射线的能量相当,尽管它们对超高能宇宙射线的贡献仍然是次要的。由此产生的中微子光谱足够硬,以避免来自冰立方的通量限制约束。中微子发射开始的延迟比GeV光子发射开始的相应延迟长几倍。各种模型的光变曲线的定量差异可能会进一步测试与未来的大气切伦科夫望远镜,其有效面积大于费米-LAT,如CTA。
2012-09-04 astro-ph.HE
Leptonic and Hadronic Models for the Extra Components in Fermi-LAT GRBs
{ \it Fermi}卫星在几个伽玛暴中探测到了GeV能量范围内的额外光谱成分。这些分量具有幂律形状,这也可能有助于X射线带。有限的光子统计使得很难确定GeV光子的起源,即内部或外部冲击。我们尝试用基于内耗散图的数值模拟来解释这些额外的成分。我们的轻子模型不仅可以再现GeV的过剩通过SSC的排放,但也可以通过后期的同步辐射从剩余电子的低能过剩。强子模型也再现keV-GeV的幂律分量同步辐射和SSC的排放从次级电子-正电子对。在大多数情况下,强子模型需要的质子能量比伽马射线大得多。然而,在GRB 090902 B中检测到的keV-GeV平坦谱很好地解释了质子和γ射线的可比能量。最后,我们讨论了轻子和强子模型的优点和缺点。为了克服内部耗散模型中的困难,我们建议引入类似于二阶费米加速的连续加速。
2011-11-01 astro-ph.HE
Leptonic and Hadronic Modeling of Fermi-LAT Hard Spectrum Quasars and Predictions for High-Energy Polarization
本文介绍了由{ \it Fermi}-大面积望远镜(2FHL)探测到的第二类高能源目录中的8个平谱射电类星体(FSRQ)的时间平均谱能量分布(SED)的研究结果。轻子和强子的情况下,通过解释多波长的SEDs,我们发现它们是勉强符合2FHL光谱高于50 GeV。我们推导出平均和升高活动状态下X射线和$γ$射线偏振的预期程度,并注意到:(i)与轻子辐射模型相比,强子辐射模型一致地预测了更高程度的高能偏振,并且(ii)在轻子场景中,X射线偏振度高于$γ$射线偏振度,但如果观测到的辐射是由强子过程提供动力的,则类似于$γ$射线偏振。从轻子模型,$γ$射线发射区的位置被发现在宽线区(BLR)的外缘,并与$γγ$不透明度估计的$γ$射线吸收的BLR是一致的。我们的结论是,大多数的FSRQ可以检测到即将到来的切伦科夫望远镜阵列,虽然未来的高能量旋光仪将能够检测到他们只有在升高的活动状态,这可以提供支持性的证据,强子起源的X射线和$γ$ -射线发射。
2018-07-05 astro-ph.HE
Leptonic and Lepto-Hadronic Modeling of the Nov. 2010 flare from 3C 454.3
在这项研究中,我们使用一个单带轻子和一个轻强子模型来研究2010年11月平谱射电类星体3C 454.3的多波长发射和显著耀斑。我们进行了参数研究,这两个模型,以获得宽带适合的光谱能量分布的3C 454.3。从拟合得到的基线参数开始,我们研究了两种模型的不同耀斑情景,以解释2010年11月发生的3C 454.3的极端爆发和光谱硬化。我们发现,单带轻强子模型可以成功地解释3C 454.3在静止期和2010年11月耀斑峰值期间的光学R、Swift XRT和费米γ射线带通中的宽带多波长光谱能量分布和光变曲线。我们还发现,单区轻子模型产生的宽带光谱的X射线和高能伽玛射线带通的2010年11月耀斑。
2016-05-23 astro-ph.HE
Leptonic and Hadronic Radiative Processes in Supermassive-Black-Hole Jets
位于星系中心的超大质量黑洞可以沿着它们的极轴发射相对论性的等离子体喷流。黑洞喷流的物理学是天体物理学中一个非常活跃的研究课题,这是因为在喷流发射、喷流中粒子加速和辐射过程的物理机制方面仍有许多问题有待解决。在这项工作中,我专注于最后一项,并提出了一个审查目前的理解辐射发射过程中的超大质量黑洞喷流。
2020-12-24 astro-ph.HE
Hadronic versus leptonic origin of gamma-ray emission from supernova remnants
本研究针对超新星遗迹伽马射线的起源争议,通过半解析方法研究非线性扩散激波加速过程,参数化强子与轻子辐射的相对强度,发现观测能谱主要反映遗迹周围环境特征,为伽马射线观测解读和未来目标筛选提供指导。
2023-01-24 astro-ph.HE
The Gamma Ray Origin in RXJ0852.0-4622 Quantifying the Hadronic and Leptonic Components: Further Evidence for the Cosmic Ray Acceleration in Young Shell-type SNRs
本研究将多元线性伽马射线分解方法应用于年轻壳层型超新星遗迹RXJ0852.0-4622,量化出强子与轻子伽马射线成分比例约为5:5,进一步验证了超新星遗迹加速宇宙射线的机制。
2023-11-19 astro-ph.HE
Supernova Remnant Shock - Molecular Cloud Interactions: Masers as tracers of hadronic particle acceleration
我们回顾了通过冲击波激发的氢氧脉泽发现的与分子云有强相互作用的星系超新星遗迹。这些遗迹优先发现在已知的GeV和TeV的超新星遗迹检测。有人认为,脉泽跟踪强子粒子加速的网站。我们讨论了什么是已知的物理条件,这些冲击区,我们介绍了一个潜在的新的脉泽示踪剂,用于确定宇宙线加速的网站。这篇评论包括一个相当完整的参考书目,为研究人员新的主题冲击激发脉泽和超新星遗迹。
2011-08-27 astro-ph.HE
Leptonic or Hadronic Emission: X-Ray Radiation Mechanism of Large-scale Jet Knots in 3C 273
对3C 273中大尺度喷流结的宽带谱能量分布进行了全面的理论分析,以揭示其X射线辐射机制。我们发现,这些SED不能解释与单电子布居模型时,多普勒增强效应被认为或没有。通过增加一个更高能量的电子(轻子模型)或质子(强子模型)的人口,所有的结的SED是很好的代表。在轻子模型中,贡献X射线发射的电子布居比负责无线电光学发射的电子布居能量高出近两个数量级;导出的均分磁场强度(B_eq)约为0.1 mG。在强子模型中,解释观测到的X射线需要能量约为20 PeV的质子,B_eq值比轻子模型中的B_eq值大几mG。基于在这些结中没有观察到可分辨的子结构以及高能电子的快速冷却时间难以解释所观察到的X射线形貌的事实,我们认为在这些结中加速的两种不同的电子布居是不合理的,它们的X射线发射将归因于在这些结中加速的质子同步辐射。如果这些纽结有相对论性的运动,强子模型的超爱丁顿问题可以避免。多波长偏振测量和高分辨率的γ射线观测有助于鉴别这些模型。
2020-03-04 astro-ph.HE
Gamma-rays from black hole coronae: disentangling the leptonic and hadronic contributions
Astroparticule et Cosmologie, CNRS(法国国家科学研究中心天体粒子与宇宙学研究所);Université Paris Cité(巴黎西岱大学);Centre for mathematical Plasma Astrophysics, Department of Mathematics, KU Leuven(荷语鲁汶大学数学系数学等离子体天体物理中心)
本研究结合辐射动力学模拟与强子级联预测,区分黑洞冕伽马射线的轻子与强子贡献,发现轻子主导MeV波段,并获COSI可探测性及观测支持。
2026-10-08 astro-ph.HE
Understanding hadronic $γ$-ray emission from supernova remnants
我们的目标是测试一个理论框架的可解释性,在这个框架中,从超新星遗迹中探测到的$γ-$射线发射是强子起源的,即,这是由于在涉及相对论性核的核碰撞中产生的中性π介子的衰变。特别是,我们调查的性质的拱星介质的影响的演变的残留物和它的$γ-$射线发射,强调的作用,磁场放大预期的粒子光谱的预测。一个现象学的情况下,基本的物理学和更大的观测数据提供了当代的$γ-$射线实验一致的最后概述和批判性的讨论。
2011-11-01 astro-ph.HE
Exploring the Gamma-Ray Emissivity of Young Supernova Remnants I: Hadronic Emission
使用年轻超新星遗迹(SNRs)强子发射的简化模型,我们推导出计算强子亮度随时间变化的表达式,该表达式取决于SN喷出物密度分布和周围介质的密度结构。我们的分析表明,强子发射将减少随着时间的核心坍缩SNe在其祖星的风中扩展,但随着时间的增加SNe扩展到一个恒定的密度介质,典型的Ia型SNe。使用我们的表达式,我们可以计算与时间相关的强子通量从一些著名的年轻的SNe和SNR随时间的变化,并在适当的参数范围内重现以前的结果。利用我们的计算,我们还强调了SN 1987 A可能在未来十年成为可见伽马射线源的令人兴奋的可能性。
2013-07-16 astro-ph.HE
Emission from hadronic and leptonic processes in galactic jet-driven bubbles
我们研究了星系周围的气泡(类似于银河系的费米气泡)中强子和轻子宇宙射线(CR)的多波长辐射。使用3D磁流体动力学(MHD)模拟的气泡建模,并从银河系星系核的0.3万年强烈的爆炸性爆发驱动。我们计算它们的非热发射特性在其整个演化的不同阶段,高达7百万年,通过后处理的模拟。我们比较了强子,轻子和混合强子轻子CR组成的气泡的光谱和空间签名。这些都显示出大致相似的发射光谱,包括无线电同步加速器,逆康普顿和非热韧致辐射组件。然而,强子和混合泡被发现比轻子泡在X射线中更亮,在射频下稍微不那么亮,在$\sim$ 0.1和几十个GeV之间的$γ$ -射线中,它们的大部分发射是由强子相互作用中形成的次级电子驱动的。强子系统在高能$γ$ -射线中也比它们的轻子系统稍微亮一些,这是因为$π^0$衰变辐射在能量为100 GeV到几TeV之间占主导地位。
2022-08-11 astro-ph.GA astro-ph.HE
Hadronic modeling of TeV AGN: gammas and neutrinos
Blazar辐射模型通常被分为两个大的家庭,轻子和强子,根据粒子负责其光谱能量分布的伽马射线分量。尽管轻子模型已经成功地解释了大多数耀变体的伽马射线发射,强子模型仍然提供了一个有趣的选择。它们具有连接来自天体物理源的光子、中微子和宇宙射线发射的独特优势。我们已经开发了一个定态的单带轻强子程序来模拟耀变体在轻子和强子两种情况下的辐射。在这方面的贡献,我们专注于强子模型的BL Lac型和射电星系半人马座A切伦科夫望远镜检测到的几个选定的TeV耀变体。我们特别研究了它们相关的中微子发射,对于不同的强子方案,以及它如何与当前中微子探测器的灵敏度进行比较。
2016-10-02 astro-ph.HE
Leptonic non-thermal emission from supernova remnants evolving in the circumstellar magnetic field
甚高能量(VHE)从许多超新星遗迹(SNRs)观测到的γ射线辐射表明,在遗迹的冲击波中粒子加速到高能量,并对银河系宇宙射线有潜在的重大贡献。很难确定是质子(通过强子相互作用和随后的π介子衰变)还是电子(通过环境光子场的逆康普顿散射)造成了这种发射。对于成功的诊断,很好地理解底层粒子群的空间和能量分布是至关重要的。大多数SNRs是在核心坍缩爆炸中产生的,并膨胀到它们的祖先恒星的风泡中。这种星周介质具有气体和磁场的复杂空间分布,这自然会强烈影响所产生的粒子数量。在这项工作中,我们进行了详细的研究的光谱-空间演化的电子加速在向前冲击的核心崩溃SNR和他们的非热辐射,使用的RATPaC代码,是专为时间和空间相关的治疗粒子加速在SNR冲击。我们通过扩散和同步加速器冷却的效率重点关注空间不均匀磁场的影响。结果表明,星周磁场的结构可以留下强烈的签名,在光谱和形态所产生的非热辐射。
2021-11-23 astro-ph.HE
Transient Gamma-ray Emission from Cygnus X-3 Detected by AGILE: Leptonic and Hadronic Emission Models
AGILE卫星探测到天鹅座X-3的几次瞬变伽马射线发射。交叉相关的AGILE光变曲线与X射线和无线电监测数据,我们发现,伽马射线活动的主要事件被检测到,而系统是在软光谱X射线状态,符合本地和经常尖锐的最小值的硬X射线通量,前几天强烈的无线电爆发。这种伽马射线瞬态发射和源的光谱状态变化之间的重复时间重合被证明是这个微类星体高能活动的光谱特征。天鹅座X-3的伽马射线微分谱(100 MeV - 3 GeV)是通过对AGILE在伽马射线事件期间收集的数据进行平均而获得的,符合光子指数α = 2.0 +/- 0.2的幂律。最后,我们研究了轻子和强子发射模型的伽玛射线活动,发现这两种情况是有效的。特别是,在轻子模型中--基于来自沃尔夫-拉叶伴星和吸积盘的软光子上的温和相对论性电子的逆康普顿散射--发射粒子也可能对整个硬X射线谱有贡献,这可能解释了天鹅座X-3特殊软X射线态中出现的硬非热幂律尾。
2013-07-29 astro-ph.HE
Theoretical study of ionization profiles of molecular clouds near supernova remnants: Tracing the hadronic origin of GeV gamma radiation
背景:几年来,在伽马射线中探测到了与分子云相关的超新星遗迹的特征。这些伽马射线是由宇宙射线电子还是宇宙射线质子产生的通常是未知的。强子电离信号与伽马射线信号在空间上的重合可以帮助我们明确地识别超新星遗迹是宇宙射线质子的来源。研究方法:为了计算强子签名从宇宙射线诱导电离的检查所观察到的伽马射线的起源,宇宙射线质子在分子云中传播的输运方程,包括相关的动量损失过程,解析求解和质子通量在云中的任何位置被确定。结果:由于输运方程的解是针对任意源函数得到的,因此它可以用于各种超新星遗迹。相应的理论电离率,作为穿透深度的函数,推导和比较光致电离配置文件中的案例研究与四个超新星遗迹与分子云。三个遗迹显示出明显的优势强子诱导电离率,而对于一个遗迹,X射线发射似乎占主导地位的一个因素的10。结论:这是第一次推导宇宙线诱导电离的位置相关轮廓与任意宇宙线源光谱的解析解。宇宙射线诱导的电离必须与强X射线源的X射线电离进行比较。对于由宇宙射线诱导的电离主导的源(例如,W49 B),电离剖面可以在未来用于映射强子伽马射线的空间结构和宇宙射线质子诱导的旋转振动线,帮助识别强子宇宙射线的来源。
2014-07-14 astro-ph.HE
Interstellar protons in the TeV gamma-ray SNR HESS J1731-347:Possible evidence for the coexistence of hadronic and leptonic gamma-rays
HESS J1731-347(G353.6-0.7)是TeV γ射线SNR之一,具有壳状结构。利用~(12)CO(J=1-0)和HI数据,对星际质子的信噪比进行了新的分析。结果表明,在-90 ~-75 km/s的速度范围内,TeV的γ射线壳层与星际质子有显著的空间相关性,对应的速度范围为~5.2 kpc,比之前的图3 kpc大2倍。星际质子的总质量估计为6.4x10^4 M_sun,其中25%是原子气体。我们已经确定了冷HI气体观察到的自吸收表现出显着的对应关系与东北伽玛射线峰。虽然SNR北部的星际质子和TeV伽马射线之间的良好对应支持了TeV伽马射线的强子方案,但SNR壳的南部显示出对应关系的中断;特别是SNR壳的西南边缘显示出星际质子的显着减少了2倍。我们认为,这种差异可以解释为由于轻子伽马射线,因为这个区域与发射非热射电连续辐射和非热X射线的亮壳层相吻合,这表明HESS J1713-347的伽马射线由强子和轻子分量组成。轻子贡献则相当于总伽马射线的~ 20%。假设总伽马射线的80%是强子起源的,宇宙射线质子的总能量在1 GeV - 100 TeV的伽马射线能量范围内估计为10^49 erg。
2014-05-11 astro-ph.HE
Hadronic gamma-rays from RX J1713.7-3946?
RXJ 1713.7 -3946是检查银河系宇宙射线起源的超新星遗迹范例的关键对象。虽然其伽马射线发射的起源(强子与轻子)仍然存在争议,但费米合作报告的GeV能量的硬光谱通常被解释为支持轻子方案的有力论据。相反,我们表明,强子相互作用可以自然地解释伽马射线光谱,如果气体团块存在于超新星遗迹壳。残骸中没有热X射线很好地符合这种情况。
2014-06-09 astro-ph.HE
Leptonic/hadronic models for electromagnetic emission in microquasars: the case of GX 339-4
本文提出了一个微类星体非热电磁辐射的广义自洽轻子/强子喷注模型。该模型被应用到低质量微类星体(LMMQ)GX 339-4,并预测其高能功能。我们假设轻子和强子都被扩散激波加速到相对论能量,并计算了它们在所有主要辐射过程中对电磁波谱的贡献。次级粒子(π介子、μ介子和电子-正电子对)的辐射贡献也包括在内。我们使用一组无线电和X射线的同时观测来约束模型参数,并找到与数据的最佳拟合。我们得到不同的光谱能量分布,可以解释的观察,并作出预测的高能发射。使用费米等伽马射线仪器的观测可以用来测试模型,并确定喷流中的质子含量。最后,我们估计了周围介质中的正电子注入。我们的研究结果支持建议LMMQs和所观察到的分布的511千电子伏线通量观察到的INTEGRAL之间的关联。
2010-01-06 astro-ph.HE
On the Hadronic Origin of High Energy Emission of $γ$-ray Loud Narrow-Line Seyfert 1 PKS 1502+036
射电强窄线Seyfert 1(RL-NLS 1)从X射线到$γ$射线波段的辐射机制一直是一个悬而未决的问题。虽然轻子模型已被用来解释谱能量分布(SED),强子过程可能解释的高能辐射的一些$γ$射线响亮窄线塞弗特1(NLS 1)以及。我们研究了一个这样的RL-NLS 1,PKS 1502+036,比较轻子模型和轻强子模型预测的理论SED的观察到的。对于强子过程,我们考虑了质子同步辐射和质子-光子相互作用(包括Bethe-Heitler过程和质子-光子相互作用过程),包括由这些过程引发的电磁级联中产生的电子对的辐射。结果表明,轻子模型可以再现该源的自洽散射,其中X射线到$γ$射线的辐射可以解释为逆康普顿(IC)散射。另一方面,质子同步辐射也可以解释SED的高能成分,虽然需要极端的参数。我们还表明,$pγ$相互作用以及级联过程不能解释SED。我们的研究结果表明,轻子起源是有利于PKS 1502+036的多波长发射。
2022-11-14 astro-ph.HE
A mixed lepto-hadronic scenario for PKS 2155-304
描述耀变体光谱能量分布(SED)的模型根据产生高能成分的粒子可分为轻子和强子两种。我们已经开发了一个新的静态代码,计算所有相关的轻子和强子过程,允许轻子和强子的情况下,在一个一致的方式研究。有趣的是,混合的轻强子的情况下(其中两个组件有助于高能量的发射)自然出现在这个框架。我们提出的第一个应用程序,众所周知的BL Lac对象PKS 2155-304。
2012-10-19 astro-ph.CO astro-ph.HE
Secondary-electron radiation accompanying hadronic GeV-TeV gamma-rays from supernova remnants
超新星遗迹(SNR)激波中强子相互作用产生的次级电子和正电子(SEP)的同步辐射是SNR激波中宇宙线(CR)产生的明显证据。在这里,我们提供了一种方法,其中所观察到的伽马射线通量从信噪比,创建π衰变,直接用于推导SEP分布,因此同步加速器光谱。我们将该方法应用到三个伽玛射线亮信噪比。在年轻的SNR RX J1713.7-3946中,如果观测到的GeV-TeV伽马射线是强子起源,并且SNR激波中的磁场是$B\gtrsim 0.5$ mG,则SEP可能会在$10^{-5}-10^{-2}$ eV处产生光谱凸起,超过轻子模型预测的同步加速器分量,并在$\gtrsim 100$ keV处产生软光谱尾部,与轻子模型中的硬光谱斜率不同。在中年信噪比IC 443和W 44中,如果观测到的γ射线是强子起源的,则SEP同步辐射和$B\sim 400 - 500 μ$ G能很好地解释观测到的射电通量和谱斜率,支持γ射线的强子起源。未来的微波到远红外和硬X射线(> 100 keV)观测被鼓励来限制SEP辐射和SNR中的伽马射线起源。
2020-01-04 astro-ph.HE
Hadronic gamma-ray images of Sedov supernova remnants
许多现代高能天体物理学实验都能在TeV和GeV的伽马射线中产生超新星遗迹的图像。相对论电子(由于逆康普顿散射)或质子(由于π衰变)可能是造成这种发射的原因。特别是,宽带光谱的信噪比可以解释轻子和强子的情况。另一类观测数据,即信噪比图像,是实验信息的重要组成部分。我们提出了一种方法来模拟在均匀介质和磁场中的Sedov信噪比的γ射线图像,由于强子发射。这些伽马射线被认为是激波下游加速质子与热质子的非弹性碰撞产生的介子衰变的结果--一个模型与SNR相关,但没有激波-云相互作用的确切证实,例如SN 1006。数值合成了壳状信噪比的表面亮度分布的一些配置。导出了激波附近强子γ射线亮度的方位和径向变化的近似解析公式。确定了图像的性质以及决定表面亮度分布的主要因素。讨论了与SN 1006有关的一些结论。
2011-09-12 astro-ph.HE
Acceleration of cosmic rays and gamma-ray emission from supernova remnants in the Galaxy
银河系的宇宙射线被认为是在超新星遗迹冲击波中被加速的。虽然这个猜想非常流行和强大,但仍然需要一个结论性的证明。对这一观点最有力的支持可能是在伽马射线中观察到超新星遗迹的事实,这确实是被认为是在激波处加速的宇宙射线与周围气体之间强子相互作用的结果。然而,在大多数情况下,轻子过程也可以解释观测到的伽马射线发射。这意味着伽马射线的探测并不一定意味着超新星遗迹加速了宇宙射线质子。为了克服这种简并性,人们研究了单个超新星遗迹的多波长辐射(从射电到伽马射线),在少数情况下,伽马射线辐射可以归因于两种过程之一(强子或轻子)。在这里,我们采取了不同的方法,而不是一个个案的研究,我们的目标是人口的研究,我们计算的超新星遗迹,预计将被视为在TeV伽马射线以上的给定通量的假设下,这些对象确实是宇宙射线的来源。这里发现的预测与当前的观测结果吻合良好,从而为银河系宇宙射线起源的超新星遗迹范例提供了一种新的一致性检查。此外,还暗示了超新星遗迹中产生的粒子谱比E^-2陡得多。最后,我们预计H.E.S.S.在银道面的调查中,应该表现出以强子过程(即中性π衰变)为主的伽马射线发射。轻子辐射在强子辐射中占主导地位的残留物的比例取决于物理参数的假设值,可以高达大约一半。
2013-02-08 astro-ph.HE
Constraining leptonic and hadronic gamma-ray emission from HESS J1825-137 and its environment
Universidade Tecnológica Federal do Paraná(巴拉那联邦技术大学);Universidade Federal do Paraná (UFPR)(巴拉那联邦大学);Universidade Federal do Espírito Santo(圣埃斯皮里图联邦大学);Universidade Estadual de Londrina (UEL)(隆德里纳州立大学);Universidade Federal da Integração Latino-Americana(拉丁美洲一体化联邦大学)
通过多波段光谱分析,利用Naima框架和MCMC参数估计,在轻子、强子和轻子-强子混合模型下拟合HESS J1825-137的能谱,发现基线数据偏好纯轻子模型,但加入CTAO或LHAASO模拟观测后,包含强子成分的模型更优。
2026-07-02 astro-ph.HE
Gamma-ray Constraints on Hadronic and Leptonic Activities of Decaying Dark Matter
虽然PAMELA和Fermi报告的宇宙射线电子和正电子的过剩可以用暗物质主要衰变为带电轻子来解释,但这并不一定意味着暗物质不应该有任何强子衰变模式。为了量化允许的强子活动,我们推导出的限制暗物质衰变到WW,ZZ,hh,qqbar和gg使用费米和HESS的γ射线数据。我们还得到了轻子e+e-,mu+mu-和tau+tau-最终状态的γ射线约束。我们发现,暗物质必须主要衰变为μ + μ-或τ + τ-,以同时解释报告的过剩,并满足所有的伽马射线约束。
2009-12-28 astro-ph.HE hep-ph hep-th
A Hadronic-Leptonic Model for the Fermi Bubbles: Cosmic-Rays in the Galactic Halo and Radio Emission
本文在强子模型下研究了费米泡的非热辐射。宇宙射线(CR)质子在气泡的前向激波处被加速。它们与星系晕中的背景气体相互作用,通过质子-质子相互作用产生$π^0$衰变的伽马射线和次级电子。我们遵循CR质子和电子的演化,通过计算它们的分布函数。我们发现,$π^0$衰变γ射线的光谱和强度分布与观测一致。我们预测,激波阵面位于费米泡的伽马射线边界的前面。这自然解释了在最近的朱雀观测中,在伽马射线边界处没有发现明显的热气体温度跳跃的事实。我们还考虑了在激波阵面的星系晕中背景CRs的再加速。我们发现,它可以显着影响费米泡的γ射线,除非背景CR的密度是$\lesssim 10$的银河系盘。我们指出,单独的次级电子不能产生所观察到的费米泡的射电辐射。然而,从气泡的最外层区域的无线电发射可以解释,如果电子直接加速在冲击波阵面的效率为质子的$\sim 0.1$ \%。
2014-05-20 astro-ph.HE
Hadronic vs leptonic models for $γ$-ray emission from VER J2227+608
最近对VER J2227+608的观测揭示了一个破碎的功率$γ$射线谱,谱指数从GeV能量范围的$\sim 1.8$增加到TeV能量范围的$\sim 2.3$.这样的光谱中断可以归因于高能电子的辐射能量损失的轻子场景中的$γ$射线发射,这与附近的脉冲星的特征年龄相结合,可以用来约束磁场的发射区域。我们表明,无线电和X射线观测也可以解释在这样的情况下。在强子的情况下,光谱断裂可以归因于高能离子在湍流介质中的扩散,详细的光谱测量可以用来约束扩散系数。然而,这两个模型预测了100 TeV以上截然不同的光谱,这将在未来的高分辨率观测中发现,如LHAASO和/或CTA。
2020-06-25 astro-ph.HE hep-ph
A leptonic-hadronic model for the afterglow of gamma-ray burst 090510
我们使用绝热爆炸波同步辐射的轻子-强子组合模型模拟短伽马射线暴(GRB)090510的多波长余辉数据。在我们的模型中,高能量(>100 MeV)的辐射主要是质子-同步辐射,而电子-同步辐射主要是在X射线和紫外波长。在这个模型中,根据射流破碎时间,准直校正的GRB能量可以低至3e 51 erg,但比伽马射线能量大两个数量级。我们还计算了γ射线产生正负电子对的不透明度,发现TeV质子同步辐射产生的γ射线能在早期逃逸出冲击波,它们的探测可以提供高能强子辐射成分占主导地位的证据。
2010-10-05 astro-ph.CO astro-ph.HE hep-ph
Bell-Instability-Mediated Spectral Modulation of Hadronic Gamma Rays from a Supernova Remnant Interacting with a Molecular Cloud
超新星遗迹(SNRs)被认为是银河系宇宙射线加速的场所。然而,宇宙射线加速的细节仍然没有得到很好的理解。γ射线观测是研究宇宙线加速的有效方法,因为强子γ射线可以追踪~GeV能量以上的高能宇宙线。传统的理论预测,强子γ射线显示出一个平坦的vFv谱从π介子产生的阈值能量的最大能量的扩散冲击加速。在本文中,通过采用数值模拟,解决了分子云的磁流体动力学和宇宙射线的扩散传播的混合系统,我们证明了强子伽马射线谱可以比传统的一个更难,调制谱变得与观测一致。这种变化的机制是:在超新星爆炸冲击波中被加速的宇宙射线传播到一团分子云中。云中的宇宙射线流诱发了所谓的贝尔不稳定性,贝尔不稳定性在云中诱发了阿尔芬波。感应的磁场波动通过减小低于~1 TeV能量的宇宙射线的扩散系数来防止宇宙射线的进一步入侵。这一机制加强了最近井上等人关于分子云周围磁场放大的类似光谱修改的主张。(2012)和Celli et al.(2018年)。
2019-02-13 astro-ph.HE
Spectral and morphological study of the gamma radiation of the middle-aged supernova remnant HB 21
我们调查的加速粒子的性质负责生产的伽马射线发射观测到的中年超新星遗迹(SNR)HB 21。对九年多的费米LAT数据的分析导致观察到与SNR HB 21位置一致的扩展发射。大部分的伽马射线发射是从残骸中探测到的;高达$\sim$ 10\,GeV的光子在较低的能量下显示出明显的曲率证据。残留物的特征是$0^{\circ}.83$的延伸,即比先前研究中声称的小30%。增加的统计数据也使我们能够在残骸的边缘解决一个点状源,接近天鹅座OB 7复合体的分子云。在残骸的南部,观察到一个额外的伽马射线过量的暗示,对应于冲击分子云。SNR的光谱能量分布显示出在400 MeV附近有一个突破的证据,这可以在强子和轻子的情况下适当地拟合。π介子衰变机制很好地再现了伽马射线,假设质子谱的斜率为$\sim 2.5$,并且在几十GeV左右变陡,这可以用粒子从残骸中逃逸的能量依赖性来解释。在轻子的情况下,SNR内的电子谱与本地测量的谱紧密匹配。这一显著而新颖的结果表明,SNR HB 21可能是银河系电子布居的直接贡献者。在轻子的情况下,我们发现,当地的电子光谱与周围2 GeV的休息,密切唤起最佳拟合的父母在此SNR的频谱。如果这种情况得到证实,这将表明SNR可能是银河系背景电子的来源。
2019-02-16 astro-ph.HE
Energy-dependent extension of the Crab Nebula as a diagnostic of ultrahigh-energy hadronic emission
Yuxi Normal University(玉溪师范学院);Yunnan Agricultural University(云南农业大学);Yunnan University(云南大学)
本研究提出蟹状星云能量相关延展可作为脉冲星风星云中超高能伽马射线起源的判别器,通过空间分辨轻子-强子场景解释其与轻子预期的差异,发现400 TeV以上强子主导、1.1 PeV处包含半径为纯轻子场景6倍,实现PeV强子加速诊断。
2026-08-27 astro-ph.HE
Hadronic processes as origin of TeV emission in Fanaroff-Riley Class I: Cen A, M87 and NGC1275
最近HESS、MAGIC和VERITAS对Fanaroff-Riley I类活动星系核的探测表明,极高能伽马射线(VHE,E > 100 GeV)可能不是轻子起源的。我们提出了一个强子模型来描述的TeV光子作为中性π衰变产生的p γ和pp相互作用。对于p γ相互作用,我们假设目标光子是由轻子过程产生的,并且在第二个谱峰处是明显的。对于pp相互作用,我们认为作为目标的热粒子密度在叶。结果表明,该模型能描述射电星系NCG 1275、M87和Cen A的TeV谱
2012-12-18 astro-ph.HE
Ultrahigh-energy Gamma-Ray Radiation from the Crab Pulsar Wind Nebula
蟹状星云的高能伽马射线辐射是来自轻子过程还是强子过程一直存在争议。本文分别用轻子模型和轻子-强子混合模型研究了蟹状星云脉冲星风的多波段非热辐射。然后利用马尔可夫链蒙特卡罗(MCMC)抽样技术和抽样迹法,根据近期观测结果研究了模型参数的稳定性和合理性,得到了参数的最佳拟合值。最后,我们计算了蟹状星云中电子和质子产生的不同辐射分量。模拟结果表明,单带的纯轻子起源模型可以部分地符合部分实验数据(包括LHAASO报道的$\rm PeV$ γ射线辐射和从射电到甚高能γ射线波段的其他辐射),强子相互作用的贡献几乎不受约束.然而,我们发现强子过程也可能有贡献,特别是在能量范围超过$\rm PeV$。此外,可以推断,未来可能会观测到来自蟹状星云的更高能量信号。
2022-01-11 astro-ph.HE
Disentangling hadronic from leptonic emission in the composite SNR G326.3$-$1.8
G326.3 $-$ 1.8(也被称为MSH 15 $-$ 56)是一颗由超新星壳层和脉冲星风星云(PWN)组成的中年复合超新星遗迹(SNR),被SNR的反向激波压碎。先前对SNR G326.3 $-$ 1.8的$γ$ -射线研究揭示了明亮且扩展的发射,其来源不确定.了解$γ$射线发射的性质可以探测高能粒子(轻子或强子)的数量,但对于小角度范围的源可能具有挑战性。随着最近的$\textit{Fermi}$大面积望远镜数据发布第8遍,我们调查的形态,这种SNR解开PWN的SNR的贡献。我们从300 MeV到300 GeV进行形态和光谱分析。我们使用具有最佳角分辨率的重建事件来分别研究PWN和SNR发射,这对于准确确定G326.3 $-$ 1.8的光谱特性并理解其性质至关重要。$γ$射线发射的质心随能量的变化而变化,并且在高能量(E $>$ 3 GeV)下与射电PWN在空间上重合。形态学分析表明,考虑两个贡献的SNR和PWN的模型再现的$γ$ -射线数据比一个单一的组件模型。使用幂律的相关谱分析显示了两个不同的谱特征,一个较软的频谱的残留物($Γ$ = 2.17 $\pm$ 0.06)和一个较硬的频谱的PWN($Γ$ = 1.79 $\pm$ 0.12),一致的强子和轻子起源的SNR和PWN分别。专注于SNR频谱,我们使用一个区域的模型来推导出一些物理性质,特别是,我们发现,最好的解释…
2018-05-28 astro-ph.HE
Detection of Gamma-Ray Emission in the Region of the Supernova Remnants G296.5+10.0 and G166.0+4.3
本文分析了费米伽马射线空间望远镜上的大面积望远镜在超新星遗迹G296.5+10.0(PKS 1209-51/52)和G166.0+4.3(VRO 42.05.01)区域52个月的累积观测资料。GeV的排放检测符合5西格玛和11西格玛水平以上的背景,分别为最佳拟合的光谱和空间的情况下,源的位置。源的伽马射线谱可以用能量的幂律来描述。G166.0+4.3显示了一个软GeV谱,而G296.5+10.0是平坦的(在“nu-Fnu”表示中)。的伽玛射线发射源的起源进行了探讨。轻子和强子机制都可以解释G296.5+10.0的高能发射,而轻子机制更适合G166.0+4.3。
2013-06-24 astro-ph.HE
Pursuing the origin of the gamma rays in RX J1713.7$-$3946 quantifying the hadronic and leptonic components
我们分析了超新星遗迹RX J1713. 7 $-$ 3946(RX J1713)的TeV γ射线图像,并与星际介质(ISM)和非热X射线进行了比较。用高能谱仪获得了$>$ 2 TeV和$>$ 250-300 GeV两个能带的γ数据。(H.E.S.S.)Collaboration 2018; Aharonian et al. 2007),并用于分析。我们采用了一种新的方法,它假设的伽马射线计数表示的线性组合的两个条款;一个是成比例的ISM列密度和其他成比例的X射线计数。然后我们假设它们分别代表强子和轻子分量。通过将表达式拟合到数据像素,我们发现伽马射线计数由伽马射线计数、ISM列密度和X射线计数的3D空间中的平面很好地表示。使用最新的H.E.S.S.在4.8弧分分辨率下的数据表明,强子和轻子分量分别占总γ射线的$(67\pm8)$ %和$(33\pm8)$ %,这两个分量是第一次被定量化。强子分量大于轻子分量,这反映了与SNR相关的$\sim$ 10 $^4$ $M_{\odot}$的大质量ISM,支持宇宙射线质子的加速。有一个边际提示,伽玛射线被抑制在高伽玛射线计数,这可能归因于二阶效应,包括激波云相互作用和穿透深度效应。
2021-06-22 astro-ph.GA astro-ph.HE
Multiwavelength Analysis of Galactic Supernova Remnants
本研究利用Naima对超新星遗迹进行多波长SED建模,比较纯轻子与轻子-强子情形,发现多数遗迹支持强子贡献,并识别潜在PeVatrons。
2023-04-20 astro-ph.HE
Disentangling Hadronic and Leptonic Cascade Scenarios from the Very-High-Energy Gamma-Ray Emission of Distant Hard-Spectrum Blazars
最近来自\emph{Fermi}大面积望远镜的数据揭示了大约十几个遥远的硬光谱耀变体,它们具有与它们相关的极高能量(VHE; $\gtrsim 100$ GeV)光子,但其中大多数尚未被成像大气切伦科夫望远镜探测到。这些高能伽马射线光谱中的大多数,像其他极端高频峰值BL Lac天体的光谱一样,可以很好地解释为在源处发射的伽马射线或由超高能宇宙射线引起的级联,正如我们专门为KUV 00311 $-$ 1938所展示的那样。我们考虑了计划中的切伦科夫望远镜阵列(CTA)检测VHE源的前景,并展示了它如何通过测量样本中具有$z \lesssim 1$的几个光源的$\sim 500$ GeV以上的积分通量(取决于源红移)来区分这两种情况。超高能宇宙射线起源的强有力证据可以从CTA的VHE观测中获得。根据红移,如果经常引用的KUV 00311-1938($z = 0.61$)的红移是可信的,那么初步的H.E.S.S.数据支持由超高能宇宙射线引起的级联。硬光谱耀变体的精确红移测量对于这项研究至关重要。
2013-06-02 astro-ph.HE
Deciphering the Origin of the GeV--TeV Gamma-ray Emission from SS 433
我们研究了微类星体SS 433喷流的GeV-TeV γ射线发射的强子和轻子情景。TeV光子的发射区域与X射线结重合,在那里电子被有效地加速。另一方面,光学高密度细丝也位于靠近X射线结,这可能支持强子的情况。通过求解电子和质子的输运方程,计算了扩展喷流区的多波长光子谱。我们发现强子模型和轻子模型都能解释观测数据,包括最新的{ \it Fermi} LAT结果。强子方案预测更高能量的光子比轻子方案,和未来的观测,如切伦科夫望远镜阵列(CTA),大型高海拔空气淋浴天文台(LHAASO),和南方宽场伽玛射线天文台(SWGO)可能区分这些方案和解开GeV-TeV伽玛射线的发射机制。基于我们的强子方案,微类星体和射电星系之间的类比意味着射电星系喷流的X射线结区域可以将重核加速到100万能量。
2020-10-09 astro-ph.HE
AGILE observations of Supernova Remnants
我们将回顾关键的AGILE伽马射线SNR观测,重点是到目前为止已经获得的强子宇宙射线加速的证据。我们讨论了SNR IC443,W28和W44的数据。我们表明,在所有情况下,一致的模型强子加速和气体环境的相互作用,可以用来成功地解释相当复杂的形态和光谱特性的来源。AGILE,其至关重要的灵敏度接近100兆电子伏,配备证明π零排放的存在。
2011-11-15 astro-ph.HE
On the Hadronic Gamma-ray Emission from Tycho's Supernova Remnant
超新星遗迹的强子γ射线辐射是检验宇宙线质子冲击加速的重要工具。第谷是银河系中十几个被认为发射强子伽马射线的SNR之一。然而,这是其中唯一一个提出强子发射是由与低密度(~0.3 cm^{-3})环境介质相互作用引起的。在这里,我们提出了一个替代强子的解释与适度的转换效率(1%的顺序),这个年轻的残余。在这样的效率下,从射电和X射线同步加速器光谱中导出正常的电子质子比(10^{-2}量级),从强子伽马射线通量中导出至少高一个数量级的平均环境密度。这一结果与从Tycho SNR北部到东部存在稠密介质的多波段证据一致。SNR云的关联,结合HI吸收数据,有助于限制迄今为止有争议的距离第谷,并导致估计为2.5千秒差距。
2012-10-17 astro-ph.GA astro-ph.HE
Fermi-LAT detection of G118.4+37.0: a supernova remnant in the Galactic halo seen around the Calvera pulsar
最近有报告说,在Calvera脉冲星的天空中,在银河系高纬度处发现了一个直径约一度的低表面亮度的非热射电环。射电性质表明它可能是一个新的超新星遗迹(SNR),G118.4 + 37.0。我们报告了费米卫星上的伽马射线大面积望远镜对该地区近14年的观测分析。我们检测到扩展的GeV发射与射电源的大小和位置一致,这证实了相对论粒子的存在。高能辐射的光谱与产生射电辐射的同一相对论粒子的起源完全一致。这些特征以及它与其他孤立的SNRs的相似性使这个源成为超新星的遗迹。本文提出了一个简单的非热辐射模型,它是由SNR产生的电子轻子辐射引起的,能量从射电到GeV。G118.4 + 37.0和其他类似的孤立遗迹可能是在低密度环境中演化的射电昏暗SNR人口的一部分,显示出轻子起源的硬GeV发射。未来对无线电和伽马射线的更深入调查可能会发现该集团的新成员。
2022-10-28 astro-ph.HE
A new lepto-hadronic model applied to the first simultaneous multiwavelength data set for Cygnus X--1
天鹅座X-1是第一个被证实拥有吸积黑洞的银河系源。它已经在从无线电到GeV $γ$射线的整个电磁波谱中被检测到。通过中红外辐射的源的无线电被认为是来自相对论喷流。在MeV X射线中观察到的高度线性极化表明,相对论性喷流在这一制度中占主导地位,而热吸积流占主导地位的软X射线带。GeV非热辐射的起源仍然存在争议,轻子和强子的情况都被认为是可行的。在这项工作中,我们提出了一个新的半解析,多区喷流模型应用到天鹅座X-1的宽带光谱能量分布的轻子和强子的情况。我们试图打破这种简并拟合有史以来第一次高质量的,同时多波长的数据集从CHOCBOX运动(天鹅座X-1硬态观测的一个完整的二元轨道的X射线)。我们的模型参数的动力学特性,如射流速度剖面,磁场,和能量密度。此外,该模型结合了这些动力学特性与自洽的辐射转移计算,包括次级级联,轻子和强子起源。我们的结论是,灵敏的TeV $γ$射线望远镜,如切伦科夫望远镜阵列(CTA)将明确回答的问题,强子过程是否发生在天鹅座X-1的相对论喷流。
2020-10-16 astro-ph.HE
A source of gamma rays coincident with the shell of the supernova remnant CTB 80
CTB 80(G69.0+2.7)是一个相对较老的超新星遗迹(SNR),具有复杂的射电形态,在脉冲星PSR B 1951 +32附近有三个延伸的射电臂和一个射电和X射线星云。本文报道了用\emph{Fermi} -LAT数据对CTB 80区GeV辐射的研究。发现了一个扩展源,其大小为1.3 $^\circ$,与与SNR相关的红外外壳的大小相匹配。GeV的发射,检测到的能量为$\sim 20$ GeV,是更显着的位置,北部的无线电手臂,以前的观测表明,SNR冲击与周围的物质相互作用。强子和轻子的情况下,可以重现多波长的数据相当不错。强子宇宙线所需的能量密度是相当大的本地银河值和γ射线轻子发射主要是由于韧致辐射相互作用。我们的结论是,GeV粒子仍然被捕获或加速的SNR产生所观察到的高能量发射时,与周围的材料相互作用。
2021-01-11 astro-ph.HE
The GeV counterpart of VER J2019+407 in the northern shell of the supernova remnant G78.2+2.1 ($γ$ Cygni)
对超新星遗迹G78.2+2.1($γ$ Cygni)的伽马射线发射的分析与费米-LAT望远镜7.2年的累积数据显示,在壳的北部有一个明显的硬,明亮和延伸的分量,与已知的TeV源VER J2019+407相一致。在GeV-TeV的能量范围内,它的光谱最好用一个破幂律来描述,其指数在71 GeV的破能以下为1.8,在破能以上为2.5。一个宽带光谱能量分布组装和不同的方案的伽玛射线的起源进行了探讨。强子和轻子机制都能解释GeV-TeV的观测结果。在轻子框架中,逆康普顿和非热韧致辐射的叠加是必要的,而强子的情况下,需要一个宇宙线人口所描述的破幂律分布与一个相对硬的光谱指数$\sim1.8$低于0.45 TeV的断裂粒子的能量。此外,还计算了宇宙线相互作用中的中微子通量。
2016-05-02 astro-ph.HE
Leptonic originated High energy neutrinos from astrophysical objects
High Energy & Cosmic Ray Research Centre, University of North Bengal(北孟加拉大学高能与宇宙射线研究中心);High Energy & Cosmic Ray Research Center, University of North Bengal(北孟加拉大学高能与宇宙射线研究中心)
本文提出高能中微子可通过纯电磁过程由高能电子产生,挑战了传统强子起源观点,并指出电子可能贡献IceCube探测到的中微子显著部分。
2026-02-23 astro-ph.HE hep-ph
LHAASO J1849$-$0002: A Hybrid Lepto-Hadronic Interpretation of PeV Gamma-Ray Emission
School of Physics and Astronomy, Sun Yat-Sen University(中山大学物理学院);Center for Astro-Particle Physics, University of Johannesburg(约翰内斯堡大学天体粒子物理中心)
针对LHAASO观测到的PWN J1849-0001的PeV伽马射线,提出轻子-强子混合模型,结合逆康普顿散射和强子相互作用,成功解释全波段能谱,支持演化PWN作为银河PeVatron。
2026-09-22 astro-ph.HE
Modelling the Gamma-Ray Morphology of HESS J1804-216 from Two Supernova Remnants in a Hadronic Scenario
HESS J1804-216是迄今为止发现的最明亮但最神秘的TeV伽马射线源之一。先前对这个TeV伽马射线源周围的星际介质(ISM)进行的弧分尺度研究表明,HESS J1804-216可能是由成熟的超新星遗迹(SNR)或脉冲星提供动力的,因此它的起源仍然不确定。在本文中,我们专注于扩散逃逸宇宙射线质子从潜在的SNR加速器。这些宇宙射线与ISM相互作用产生TeV伽马射线。我们利用从壳层逸出的粒子的各向同性扩散方程解来模拟质子进入ISM的能量依赖性逸出和传播。这项工作是第一次尝试模拟HESS J1804-216的伽马射线的空间形态,使用了Mopra和南银河平面巡天的弧分ISM观测。给出了附近两个潜在SNR对应物SNR G8.7-0.1和PSR J1803-2137的原始SNR的伽马射线光谱和空间分布。我们改变扩散参数和粒子谱,并使用网格搜索方法来找到模型参数的最佳组合。我们的结论是,适度缓慢的扩散是必要的两个候选人。最有希望的候选人是供电的TeV伽马射线从HESS J1804-216在强子的情况下是祖SNR的PSR J1803-213。
2022-01-27 astro-ph.HE
Modelling of the Spectral Energy Distribution of Fornax A: Leptonic and Hadronic Production of High Energy Emission from the Radio Lobes
我们提出了新的低频观测附近的射电星系天炉座A在154 MHz的默奇森宽场阵列,微波通量密度测量从WMAP和普朗克数据,和伽马射线通量密度从费米数据。我们还编制了一个全面的列表,以前发表的图像和通量密度测量在无线电,微波和X射线能量。对天炉座A在154 MHz和1510 MHz之间的频谱的详细分析表明,两个射电瓣具有相似的空间平均频谱指数,并且在瓣之间存在扩散发射的陡峭频谱桥。考虑到两个瓣的光谱指数相同,我们在跨越18个数量级的能量范围内模拟了天炉座A的光谱能量分布,以研究X射线和伽马射线发射的起源。通过逆康普顿散射产生X射线和伽马射线的标准轻子模型不适合多波长观测。我们的结果最好地支持的情况下,X射线产生的逆康普顿散射和伽马射线产生的强子过程主要局限于天炉座A瓣的结构。
2014-11-06 astro-ph.HE
Nuclear lines revealing the injection of cosmic rays in supernova remnants
在高能量下,来自超新星遗迹的伽马射线的强子起源仍然存在争议。假设观察到的伽马射线从沃尔夫-拉叶超新星遗迹Cas A是由于加速质子和离子,我们预测的核去激发线发射所产生的超新星喷出物中的重元素的相互作用。这个说明性的例子突出了MeV伽马射线观测宇宙射线的强子指纹的重要性。这些谱线可以通过未来的空间飞行任务在MeV波段进行观测,例如GRIPS,已向欧空局提出,GRIPS是一项使用伽马射线、X射线和近红外望远镜的全天观测飞行任务。在MeV伽马射线中,其灵敏度将比以前的任务提高40倍。
2011-06-06 astro-ph.HE
Cosmic-ray-induced ionization in molecular clouds adjacent to supernova remnants - Tracing the hadronic origin of GeV gamma radiation
高能伽马射线(GeV到TeV光子能量)已经被探测到朝向与分子云相关的几个超新星遗迹(SNR)。如果伽马射线主要是由强子过程而不是像韧致辐射这样的轻子过程产生的,那么产生伽马射线所需的高能宇宙射线(CR)核(>1 GeV)的通量可以在SNR冲击中粒子被加速的地方推断出来。理解伴随高能分量的较低能量(<1 GeV)的CR的加速是非常有趣的。这些较低能量的粒子在电离星际气体时最有效,在星际离子化学中留下可观察到的印记。高能γ辐射与增强的星际电离的相关性可以支持γ射线的强子起源,并限制SNR中电离CR的加速。我们提出了一种方法来测试强子起源的GeV伽马射线从SNR与分子云。我们使用观测的伽马射线数据为每个这些SNR已知的,建模的观测,以获得基本的质子谱假设的伽马射线产生的π衰变。假设加速机制不仅产生高能质子,而且产生低能质子,然后使用源处的质子谱来计算分子云的电离率。电离的氢分子触发化学网络形成分子离子。这些离子的弛豫导致特征线发射,这可以预测。我们发现,至少有两个对象的电离率是超过一个数量级以上的银河系平均分子云,暗示在增强的分子离子的形成率。在光谱的红外和亚毫米波部分,将有有趣的机会来测量关键的分子离子。
2012-05-15 astro-ph.HE
On the hard $γ$-ray spectrum of the potential PeVatron supernova remnant G106.3+2.7
西藏AS $γ$实验测量了超新星遗迹G106.3+2.7的$γ$射线通量达100 TeV,表明它可能是一个“PeVatron”。当强子方案需要硬质子谱(谱指数为$\approx 1.8$),而{通常的观测和数值模拟更喜欢}软质子谱{(谱指数为$\geq 2$)}时,挑战就出现了。在本文中,我们探讨了另一种方案来解释$γ$射线谱的G106.3+2.7在目前的理解加速和逃逸过程。我们认为宇宙线{粒子}是由贝尔不稳定性驱动的湍流散射的。由此产生的强子$γ$射线谱是新颖的,主要贡献超过10\,TeV的发射,并可以解释奇怪的宽带光谱的G 106.3 +2.7结合轻子发射的残余物。
2021-07-19 astro-ph.HE