Study of the Cosmic Rays and Interstellar Medium in Local HI Clouds using Fermi-LAT Gamma-Ray Observations
星际气体密度分布的准确估计对于理解星际介质和银河宇宙射线是至关重要的。为了理解ISM和CR在当地的环境中，弥漫$γ$射线发射在第三象限的中纬度地区进行了研究。利用费米大天区望远镜（LAT）0.1- 25.6 GeV能区的$γ$射线数据和其他星际气体示踪剂如HI 4 PI巡天数据及普朗克尘埃热辐射模型，分别对南北两区进行了分析。研究了高温地区沙尘排放Dem随中性气柱总密度NH的变化规律，并在假设CR强度均匀的条件下，利用$γ$射线资料标定了NH/Dem比值。测得的100 MeV以上的积分$γ$射线发射率在北部和南部地区分别为$(1.58\pm0.04)\times10^{-26}~\mathrm{photons~s^{-1}~sr^{-1}~H\mbox{-}atom^{-1}}$和$(1.59\pm0.02)\times10^{-26}~\mathrm{photons~s^{-1}~sr^{-1}~H\mbox{-}atom^{-1}}$，支持太阳系附近存在均匀的CR强度。虽然大多数气体可以被解释为具有$T_\mathrm{S} = 125~\mathrm{K}$或更高自旋温度的HI，但识别出由具有$T_\mathrm{S} \sim 40~\mathrm{K}$的光学厚HI主导的区域。
2020-02-04 astro-ph.HE
The interstellar environment in the outer Galaxy as seen in gamma rays by Fermi
由宇宙射线（CR）和星际气体之间的相互作用产生的伽马射线辐射在整个银河系中追踪其密度的乘积。外星系是一个特权的调查目标，以分离沿视线看到的星际结构。费米大面积望远镜（LAT）最近的观测揭示了EGRET时代关于CR密度分布和星际介质普查的公开问题。在银河系外测得的伽马射线发射率的梯度比广泛使用的CR传播模型的预测要平坦得多，因为假定的CR源在太阳圈之外迅速下降。需要大的传播体积，晕高度高达20千秒差距，或平坦的CR源分布来匹配数据。其他可行的可能性包括不均匀的CR扩散特性或比无线电/毫米波数据所占的更多的气体。伽马射线数据限制了Xco=N（H2）/W（CO）比在距离太阳几千秒差距内的演化。从古尔德带附近的云层到当地的支线，有一个明显的2倍的增加。没有进一步的显着变化，测量从当地的马刺英仙座螺旋arm. At水平的LAT数据提供的统计精度，最重要的来源的不确定性，往往被忽视，到目前为止，是由于光学深度校正适用于导出的列密度的H I。可靠地确定平面中原子气体的数量是更好地探测银河系中CR性质的关键。
2010-12-02 astro-ph.HE
Implications on Spatial Models of Interstellar Gamma-Ray Inverse-Compton Emission from Synchrotron Emission Studies in Radio and Microwaves
宇宙射线与银河系中的气体和光子场相互作用，产生星际伽马射线发射（IGE），它占在伽马射线能量下探测到的光子的近50%。这个IGE的模型必须非常精确，以解释目前的伽马射线望远镜，如费米大面积望远镜（LAT）的高质量观测。IGE的标准模型，作为参考模型的费米LAT数据的分析，显示空间差异的数据，强调更现实的模型的必要性。产生IGE的逆康普顿分量的相同CR电子也产生在无线电和微波中观察到的星际同步辐射。然而，目前的标准模型没有利用来自这种星际同步辐射的研究结果。考虑到这些结果，在这项工作中，我们将展示它们如何影响IGE的大规模逆康普顿分量的计算空间图，这通常用于费米LAT数据的研究。结果发现，这些结果显着影响这些空间模型地图，甚至在60%的水平。特别是，传播模型的基础上同步加速器的研究产生了更多的峰值逆康普顿发射在银河系内部区域相对于用于分析费米LAT数据的标准模型。结论是，无线电和微波观测可以包括在一个多频自洽的方法，一个更准确的建模的IGE最终的物理综合解释的伽马射线数据及其目前无法解释的功能。给出了模型参数，为高能γ射线研究提供了更符合实际的依据。
2019-01-24 astro-ph.HE
Quantifying the Interstellar Medium and Cosmic Rays in the MBM 53, 54, and 55 Molecular Clouds and the Pegasus Loop using Fermi-LAT Gamma-ray Observations
利用费米大面积望远镜（LAT）观测资料，对飞马座（Pegasus）附近的分子云MBM 53、54和55以及远红外环状结构区的星际介质（ISM）和宇宙射线（CR）进行了研究。通过比较Planck尘埃热辐射模型和Fermi-LAT γ射线数据，发现尘埃辐射率（R）和尘埃不透明度（τ 353）都不与总气柱密度N（Htot）成正比，这主要是因为N（Htot）/R和N（Htot）/τ 353依赖于尘埃温度（Td）。通过假设高Td的区域由光学薄原子氢（HI）主导并且通过采用N（Htot）/R与Td的经验线性关系，使用伽马射线数据来评估N（Htot）分布。它被确定为21厘米或2.6毫米的调查没有跟踪的气体的质量是约25%的质量HI在光学薄的情况下，是大于一氧化碳跟踪的分子气体的质量的一个因素高达5。测得的伽马射线发射率谱与基于在地球上测得的CR谱和核增强因子<=1.5的模型一致。然而，它是低于本地HI发射率报告的费米-LAT研究采用不同的分析方法和假设的ISM属性由15%-20%的能量低于几个GeV，即使我们考虑到统计和系统的不确定性。本文还讨论了这种差异的根源。
2016-10-27 astro-ph.HE
Local interstellar cosmic-ray spectra derived from gamma-ray emissivities
宇宙射线与星际气体相互作用产生的精确伽马射线发射率最近已经使用费米-LAT数据导出，并用于约束质子和轻子的局部星际光谱。我们报告的持续努力，利用这些发射率结合最新的强子γ射线生产截面和其他限制，如同步辐射的轻子分量。星际光谱为日光层调制、宇宙线起源和传播提供了重要信息。
2015-07-17 astro-ph.HE
Fermi LAT measurements of diffuse gamma-ray emission: results at the first-year milestone
一年多来，费米大面积望远镜一直在以前所未有的统计数据和角分辨率测量20 MeV到300 GeV以上的伽马射线天空。费米任务的关键科学目标之一是漫射伽马射线发射。银河系星际伽马射线辐射是高能宇宙射线与星际气体和辐射场相互作用产生的。我们回顾了迄今为止在这个问题上获得的最重要的结果：EGRET观测到的过量GeV弥散辐射的非确认，局部星际气体的γ射线发射率谱的测量，宇宙射线密度梯度和外星系X（CO）=N（H2）/W（CO）比的研究。我们还瞥见了大麦云星云中弥漫的伽马射线辐射。这些结果可以改进银河系弥漫伽马射线发射的大尺度模型和河外伽马射线背景的新测量。
2010-02-08 astro-ph.HE
The cosmic-ray and gas content of the Cygnus region as measured in gamma rays by the Fermi Large Area Telescope
天鹅座区域拥有一个巨大的分子云复合体，它活跃地形成大质量恒星。宇宙射线与星际气体和辐射场的相互作用使它以伽马射线的能量发光。在这个方向可以看到几个伽马射线源和其他能量源。在本文中，我们分析了费米大面积望远镜测量的伽马射线发射的能量范围从100 MeV到100 GeV，以探测整个天鹅座复杂的规模的气体和宇宙射线的内容。通过选择处于其关断脉冲相位间隔的光子，来自明亮双光子的信号在很大程度上减少。我们比较了来自无线电/毫米波线和可见光消光数据的星际气体地图的漫射伽马射线发射，并寻求该地区的全球模型，包括其他的辐射源和伽马射线源。积分HI发射率和它的光谱能量分布都是一致的系统内LAT测量在太阳系附近的星际空间。平均X=N（H2）/W（CO）比与本地臂中的其他LAT测量结果一致。我们检测到来自暗中性气体的显著伽马射线发射，其质量相当于CO追踪的质量的约40%。尽管有显著的恒星形成活动和星际云的大质量，天鹅座复合体中的宇宙射线数量平均为几百秒差距，与本星际空间的宇宙射线数量相似。（节略）
2011-11-30 astro-ph.HE
Fermi LAT study of cosmic-rays and the interstellar medium in nearby molecular clouds
我们报告的星际伽马射线发射的分析，从变色龙，南冕座R（R CrA），仙王座和北极星耀斑区域与费米大面积望远镜。它们是离太阳系最近的分子云复合体之一，距离太阳系不到300 pc。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。获得的γ射线发射率高于250 MeV，（5.9 +/- 0.1（统计）（+0.9/-1.0）（sys）），（10.2 +/- 0.4（统计）（+1.2/-1.7）（sys）），以及（9.1 +/- 0.3（stat）（+1.5/-0.6）（sys））x10^（-27）光子s^（-1）sr^（-1）H原子^（-1）分别对应于变色龙、R CrA、仙王座和北极星耀斑区域。虽然发射率的能量依赖性与在地球上直接观测到的CR预测一致，但从250 MeV到10 GeV的测量发射率表明，即使我们考虑系统的不确定性，CR密度在太阳系附近的变化也约为20%。分子质量校准比Xco = N（H2）/Wco，被发现为：（0.96 +/- 0.06（统计）（+0.15/-0.12）（sys）），（0.99 +/- 0.08（统计）（+0.18/-0.10）（sys）），以及（0.63 +/- 0.02（统计）（+0.09/-0.07）（sys））x10^20 H2-分子cm^（-2）（K km s^（-1））^（-1）分别对…
2012-07-24 astro-ph.HE
Development of the Model of Galactic Interstellar Emission for Standard Point-Source Analysis 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（LAT）探测到的大多数天体伽马射线都来自于高能宇宙射线与星际核子和光子相互作用时的星际介质。传统的点源和扩展源研究依赖于这种漫发射的建模，以获得准确的表征。我们在这里描述的银河系星际发射模型（GIEM）的发展，这是LAT合作所采用的标准，是公开的。该模型是基于一个线性组合的地图星际气体柱密度在银河系的环和逆康普顿排放在银河系中产生的。我们还包括在GIEM大尺度结构，如环I和费米泡。测量的气体发射率光谱证实，宇宙射线质子密度的银心距离超过5千秒差距，从银河系中心减少。测量结果还表明，随着银河系的距离，质子光谱变软。我们观察到，费米气泡的边界形状类似于一个悬链线在纬度低于20度，我们观察到一个增强的发射向他们的基地延伸在北银河系和南银河系的方向，位于银河系中心的4度。
2016-02-23 astro-ph.HE
Improved Modeling of the Discrete Component of the Galactic Interstellar Gamma-ray Emission and Implications for the Fermi-LAT Galactic Center Excess
本文通过改进H2代理模型来更准确地建模银道面伽马射线离散辐射，发现其显著贡献于Fermi-LAT数据并与已知源关联，为区分银心超出信号的点状或平滑起源提供了新方法。
2022-06-06 astro-ph.GA astro-ph.HE hep-ph
Deciphering Residual Emissions: Time-Dependent Models for the Non-Thermal Interstellar Radiation from the Milky Way
银河系中的宇宙射线（CR）是星际介质（ISM）的重要动力学组成部分，它与其他主要组成部分（星际磁场和辐射场以及气体）相互作用，产生跨越电磁波谱的宽带星际辐射。CR传播和产生相关排放的标准建模是基于稳态假设，其中CR源空间密度使用不随时间演变的位置的平滑变化函数来描述。虽然这是一个方便的近似值，但实际情况并非如此，其中原发性CR产生于高度局部化的区域中或附近，例如，超新星遗迹，它们的寿命有限。在本文中，我们使用最新版本的GALPROP CR传播代码的模型依赖于时间的CR注入和传播通过ISM从一个现实的三维离散CR源密度分布，连同完整的三维模型的其他主要ISM组件，并预测相关的宽带非热排放。我们比较了离散和等效稳态模型的预测，发现前者预测的宽带非热排放的稳态情况下不存在的新功能。由离散模型预测的一些特征可以在WMAP和普朗克，最近发射的eROSITA，Fermi-LAT以及HESS，HAWC和即将到来的CTA的地基观测中观察到。由离散模型预测的非热发射也可以解释高能伽马射线数据中令人困惑的异常，例如费米-LAT北/南不对称性和所谓的“费米气泡”等残差。
2019-12-31 astro-ph.HE
Observations of High-Energy Gamma-Ray Emission Toward the Galactic Centre with the Fermi Large Area Telescope
银河系的内部区域是伽马射线天空中最有趣和最复杂的区域之一。强烈的星际辐射和已分辨的点源，以及其他来源的潜在贡献，如未分辨的源群和暗物质，使数据的解释变得复杂。本文介绍了费米LAT小组对银河系中心15x15度区域的分析。给出了点源探测和星际辐射处理的方法。一般来说，这一区域的大部分伽马射线辐射可归因于这两种贡献的结合。然而，低强度残余发射仍然存在，并讨论了其特征。
2015-07-16 astro-ph.HE
Fermi-LAT Observations of the Diffuse Gamma-Ray Emission: Implications for Cosmic Rays and the Interstellar Medium
大于100 MeV的伽马射线天空主要是由宇宙射线与银河系星际气体和辐射场相互作用产生的漫射辐射。对这些漫射辐射的观测为研究宇宙射线的起源和传播以及星际介质提供了一种工具。我们目前的测量从第一个21个月的费米-LAT任务，并与使用GALPROP代码产生的漫射伽马射线发射的模型进行比较。这些模型适合宇宙射线数据，并纳入宇宙射线源、星际气体和辐射场分布的天体物理输入。为了评估与天体物理输入相关的不确定性，通过在观测极限内改变宇宙射线源的分布、宇宙射线约束体积（晕）的大小和星际气体的分布来创建模型网格。一个全天空的最大似然拟合被用来确定Xco因子，积分CO线强度和分子氢柱密度之间的比率，从第一费米LAT目录的伽马射线点源的通量和光谱，以及强度和光谱的各向同性背景，包括残留的宇宙射线被误分类为伽马射线，所有这些都有一些依赖于假设的漫发射模型。模型进行比较的基础上，他们的极大似然比，以及光谱，经度和纬度配置文件。我们还提供了残差图的数据减去扩散发射模型。该模型是一致的，在高纬度和中纬度的数据，但低于预测的数据在内部星系的能量超过几个GeV。这种差异的可能解释进行了讨论，包括未检测到的点源人口和整个银河系的宇宙射线的光谱变化的贡献。[删节]
2012-02-21 astro-ph.GA 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
The interstellar cosmic-ray electron spectrum from synchrotron radiation and direct measurements
背景：银河宇宙射线电子、磁场和同步辐射之间的关系。目的：我们利用同步辐射来限制低能星际电子谱，使用各种无线电调查和连接从费米-LAT和其他实验的电子数据。方法：采用GALPROP宇宙线传播、γ射线和同步辐射程序。包括次级电子和正电子。宇宙射线和伽马射线数据的基础上的传播模型进行了测试对同步辐射数据从22 MHz到94 GHz。结果：同步加速器数据证实了宇宙射线电子注入谱需要一个低能量的突破。低于几个GeV的星际光谱必须低于标准模型的预测，这表明太阳调制比通常假设的要少。再加速模型更难与同步加速器约束相协调。我们表明，次级轻子是重要的同步辐射的解释。我们还考虑了宇宙线传播起源的低能量突破。结论：利用宇宙射线和同步加速器上的互补信息，对电子给出了独特而重要的约束，并对伽马射线产生了影响。鉴于普朗克和费米的任务正在进行，这种联系现在尤其重要。
2011-08-24 astro-ph.HE
Fermi observations of Cassiopeia and Cepheus: gamma-ray diffuse emission in the outer Galaxy
我们利用费米大天区望远镜（LAT）的测量研究了银河系第二象限（100度< l < 145度和-15度< b < 30度）区域的星际伽马射线发射。这一区域包括仙后座、仙王座和北极星耀斑的黄金带云，以及几个旋臂中距离较远的大型原子和分子复合物。本地臂、英仙座臂和外臂之间的运动学速度分离良好，并且每个臂中都存在大质量的复合物，使得这个区域非常适合探测太阳圈以外的星际介质的伽马射线发射。LAT前所未有的灵敏度和角分辨率提供了更好的约束宇宙射线密度的梯度和增加的CO到H2的转换因子，Xco，在外星系。
2009-07-02 astro-ph.HE
Determining the Spectrum of Cosmic Rays in Interstellar Space from the Diffuse Galactic Gamma-Ray Emissivity
超过90%的银河系气体相关的伽马射线发射率高于1 GeV是由于中性π介子衰变形成的碰撞之间的宇宙射线和星际物质，轻子诱导的过程变得越来越重要低于1 GeV。鉴于费米空间天文台上的大面积望远镜对~50 MeV和~4 GeV之间的局部星际气体的伽马射线发射率进行了高质量的测量，现在是重新详细研究这一主题的时候了，包括强子产生机制。发射率光谱将使星际宇宙射线光谱能够可靠地确定，为起源和传播研究以及太阳调制模型的输入提供参考。这种分析的方法和说明性的结果。
2013-07-01 astro-ph.HE
Pulsar Candidates Toward Fermi Unassociated Sources
我们报告的搜索范围内的95%的置信误差椭圆的费米非关联源从大阵列望远镜（LAT）的陡谱射电源。使用现有的目录和新发布的150 MHz的GMRT全天巡天，我们确定了紧凑的无线电源，在MHz的频率是明亮的，但在GHz的频率微弱或不存在。这种陡谱射电源是罕见的，构成脉冲星候选者的样本，选择独立的周期，色散措施，星际散射和轨道参数。我们发现点样，陡峭的频谱候选人对11费米源。基于伽玛射线/射电位置的重合，这种射电源的稀有性，和3FGL源本身的属性，我们认为，这些源中的许多可能是双星。它们可能由于星际传播效应或因为它们位于一个异常紧密的双星系统中而被以前的射电周期性搜索所遗漏。如果这个假设是正确的，那么在陡谱射电源的位置重新进行伽马射线和无线电周期性搜索可能会发现脉动。
2016-06-14 astro-ph.HE
Fermi LAT Discovery of Extended Gamma-Ray Emissions in the Vicinity of the HB3 Supernova Remnant
我们报告了费米伽马射线空间望远镜上的大面积望远镜（LAT）在超新星遗迹（SNR）HB3（G132.7 + 1.3）和邻近遗迹东南部的W3 HII复合体区域测量到的扩展伽马射线发射的发现。W3在空间上与明亮的12CO（J = 1 - 0）发射相关联。伽马射线发射在空间上与该气体和SNR相关。我们讨论的可能性，伽玛射线起源于粒子之间的相互作用加速的SNR和星际气体或辐射场。加速强子与星际气体的核子-核子相互作用中产生的中性π介子衰变为γ射线辐射提供了合理的解释。来自W3的发射与在HB3中加速的宇宙射线对CO云的照射一致。
2016-01-07 astro-ph.HE
Interstellar gamma-ray emission from cosmic rays in star-forming galaxies
费米/LAT在~0.1- 100 GeV范围内对恒星形成星系的观测使第一次人口研究成为可能。发现了伽马射线光度和恒星形成活动示踪物之间相关性的证据。研究各种全球条件下的银河系宇宙射线（CR）可以获得有关其起源和在星际介质（ISM）中传输的信息。这项工作解决的问题，可以预期的星际伽马射线发射作为全球星系属性的函数的标度律，建立在GeV范围内的当前实验数据是否可以约束的目标。我开发了一个2D模型的非热辐射的稳定状态CR人口与ISM在恒星形成的星系。大多数与CR相关的参数取自银河系研究，然后模拟了大量的星系，大小从4到40 kpc，几种气体分布，恒星形成率（SFR）涵盖六个数量级。在100 keV-100 TeV范围内的伽马射线光度的演变，重点是不同的发射过程和粒子群的贡献，和运输制度之间的过渡。该模型可以重现从费米/LAT人口研究中推断出的大部分SFR范围内的归一化和趋势。这是一个平原扩散计划，一个单一的扩散系数，并假设CR经历大规模的体积平均星际条件。然而，高能伽马射线光度和恒星形成活动之间并没有普遍的关系，正如不同的银河系全球性质所引入的散射和低端伽马射线发射的下降所说明的那样。
2014-02-03 astro-ph.HE
Fermi LAT Observation of Diffuse Gamma-Rays Produced Through Interactions between Local Interstellar Matter and High Energy Cosmic Rays
本文报告了大口径望远镜在\textit{Fermi}任务中对第三象限中纬度地区（从$200\arcdeg$到$260\arcdeg$的银河经度$l$和从$22\arcdeg$到$60\arcdeg$的纬度$| b |$）的$γ$ -射线的观测。该地区不包含已知的大分子云，大部分氢原子位于太阳系1千秒差距以内。计算了$γ$射线点源和逆康普顿散射的贡献，并将其相减.在100 MeV ~ 10 GeV的能量范围内，剩余的$γ$射线强度与原子气柱密度呈线性关系.测得的积分$γ$射线发射率分别为100 MeV以上的$(1.63 \pm 0.05) \times 10^{-26} {\rm photons s^{-1} sr^{-1} H\mathchar`-atom^{-1}}$和300 MeV以上的$(0.66 \pm 0.02) \times 10^{-26} {\rm photons s^{-1} sr^{-1} H\mathchar`-atom^{-1}}$，附加系统误差为$\sim 10%$ .在100 MeV-10 GeV的差分发射率同意与直接测量的宇宙射线光谱的基础上，在10%的水平一致的计算。结果表明，在所研究的区域，距太阳系1千秒差距以内的宇宙线核谱与在地球上直接测量的$\sim 10%$以内的星际谱接近。
2009-08-26 astro-ph.GA astro-ph.HE
The Fermi LAT view of Cygnus: a laboratory to understand cosmic-ray acceleration and transport
天鹅座X是银河系本旋臂中一个显著的恒星形成区，距离太阳系约1.4千秒差距。伽马射线观测可用于追踪与周围星际气体和低能辐射场相互作用的宇宙射线（CR）。利用费米大天区望远镜（LAT），我们发现在年轻星团的电离锋所包围的区域中存在一个50 pc宽的新加速的CR茧。另一方面，LAT数据显示，在整个天鹅座复合体上平均的CR人口在400 pc的尺度上与太阳附近的星际空间中发现的相似。这些结果证实了长期存在的假设，即大质量恒星形成区拥有CR工厂，并为在这种动荡环境中的CR生命早期阶段提供了新的见解。
2012-11-13 astro-ph.HE
Cosmic rays: interstellar gamma-ray and radio emission
本文讨论了宇宙线感生的星际γ射线与银河系射电辐射的关系，强调了对它们进行平行研究的重要性。我们给出了一个概述的结果从费米-LAT的星际伽玛射线发射，然后集中在补充研究的无线电发射从银河系。
2013-03-22 astro-ph.GA astro-ph.HE
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
A tale of cosmic rays narrated in gamma rays by Fermi
由于宇宙射线是被磁场扰乱的带电粒子，因此将直接测量与其他观测相结合对于理解它们的起源和传播至关重要。当高能粒子穿过物质和电磁场时，它们会以中性相互作用产物的形式留下痕迹。其中，伽马射线追踪与星际气体非弹性碰撞的原子核的相互作用，以及经历韧致辐射和逆康普顿散射的轻子的相互作用。因此，费米大面积望远镜（LAT）收集的数据告诉我们宇宙射线从源头穿过其家乡星系的旅程。超新星遗迹作为一个值得注意的伽马射线源群体出现，而与星际物质相互作用的更古老的遗迹最终显示出加速核存在的强有力证据。然而，冲击加速器所能达到的最大能量却没有受到很好的限制。天鹅座X，一个由LAT建立的大质量恒星形成区域，作为宇宙射线源，提供了一个测试案例来研究风驱动的湍流对早期传播的影响。银河系中宇宙射线的大规模传播所产生的星际辐射以前所未有的细节被揭示出来，挑战了一些用于建模的简单假设。此外，星系的宇宙射线感生伽马射线光度与它们的大质量恒星形成率呈准线性关系，这表明对于大多数系统来说，宇宙射线中的相当大一部分能量逃逸到星系际介质中。核生产模型以及目标气体和辐射场的分布尚未得到足够精确的确定，但它们是充分利用伽马射线数据潜力的关键。然而，费米收集的数据和补充观测使我们更接近解决宇宙射线之谜。（节略）
2013-11-12 astro-ph.HE
Fermi Large Area Telescope Observations of the Cygnus Loop Supernova Remnant
我们提出了一个分析的伽马射线测量的大面积望远镜（LAT）的\textit{Fermi Gamma-ray Space Telescope}上的超新星遗迹（SNR）天鹅座环（G74.0 $-$ 8.5）的区域。我们检测到显着的γ射线发射与SNR在能量带0.2- 100 GeV。γ射线谱显示在2- 3 GeV范围内有一个突变。γ射线光度在1- 100 GeV之间为$\sim$ $1 \times 10^{33}$ erg s $^{-1}$，远低于其它GeV的SNR。形态最好用环形表示，内/外半径为0 $^\circ$ .7 $\pm$ 0 $^\circ$ .1和1 $^\circ$ .6 $\pm$ 0 $^\circ$ .1。考虑到X射线边缘、\halpha细丝和伽马射线发射之间的关联，我们认为伽马射线起源于SNR中加速的粒子与邻近激波区域的星际气体或辐射场之间的相互作用。加速强子与星际气体之间的核子-核子相互作用产生的中性π介子衰变为γ射线谱提供了合理的解释。
2011-08-10 astro-ph.HE
On the Physics Connecting Cosmic Rays and Gamma Rays: Towards Determining the Interstellar Cosmic Ray Spectrum
由于费米空间观测站上的大面积望远镜获得了对~50 MeV至~40 GeV的局部星际气体伽马射线发射率的高质量测量，次级核生产物理学正受到越来越多的关注。超过90%的1 GeV以上的气体相关发射率归因于宇宙射线和星际物质碰撞中形成的中性π介子衰变产生的伽马射线，轻子引起的过程在1 GeV以下变得越来越重要。根据两个物理问题重新研究了中性π介子产生和衰变的基本运动学：等压产生是否遵循标度行为？以及通过中间体π 0的产生而形成具有一定能量的伽马射线所需的最小质子动能是多少？发射率光谱将使星际宇宙射线光谱能够可靠地确定，为起源和传播研究以及太阳调制模型的输入提供参考。这种分析的方法和说明性的结果。
2013-03-26 astro-ph.HE
Constraints on the Cosmic-Ray Density Gradient beyond the Solar Circle from Fermi gamma-ray Observations of the Third Galactic Quadrant
我们报告的星际$γ$射线发射的分析，在银河系第三象限测量的{费米}大面积望远镜。银河平面从经度$210\arcdeg$到$250\arcdeg$之间的窗口中，有运动学上定义明确的本星系臂和英仙座臂，适合研究银河系外层的宇宙射线密度。我们测量没有大的梯度与银河中心距离的$γ$射线发射率每星际H原子在本研究中采样的区域。然而，梯度取决于用于推导\HI柱密度的光学深度校正。在外星系的星际光谱中没有发现明显的变化，这表明在英仙座臂之前，能量为GeV到几十GeV的粒子的宇宙射线光谱具有相似的形状。辐射率作为银心半径的函数，并没有表现出一个大的增强，在螺旋臂相对于臂间区域。测量的发射率梯度比基于使用超新星遗迹径向分布和均匀扩散特性的宇宙线传播模型的预期要平坦。在这种情况下，观测需要比通常假设的更大的晕圈尺寸和/或更平坦的CR源分布。分子质量校准比$X_{\rm CO} = N({\rm H_{2}})/W_{\rm CO}$在局域臂云中为$(2.08 \pm 0.11) \times 10^{20} {\rm cm^{-2} (K km s^{-1})^{-1}}$，对\HI \自旋温度的选择不敏感。没有显着的变化被发现在臂间区域的云。
2010-11-03 astro-ph.HE
PeV neutrinos from interactions of cosmic rays with the interstellar medium in the Galaxy
本文对IceCube观测到的天文中微子信号的一部分--来自银河系内部的甚高能中微子信号进行了自洽解释。我们证明，在E>100 TeV的能量范围内的中微子通量的估计在于从银河脊的漫射伽马射线发射的光谱的高能量幂律外推，如费米望远镜所观察到的。这表明冰立方中微子和费米/LAT γ射线通量都是在宇宙射线与诺玛臂和/或银河棒中的星际介质相互作用中产生的。导致γ射线和中微子通量的宇宙射线具有硬谱特征，其斜率大于-2.4，截止能量大于10 PeV。
2014-05-30 astro-ph.GA astro-ph.HE hep-ph
Deep Learning Models of the Discrete Component of the Galactic Interstellar Gamma-Ray Emission
University of California, Irvine（加州大学欧文分校）；Clemson University（克莱姆森大学）
H2星际气体中的小尺度（或离散）结构中的一个重要的点状成分可能存在于费米-LAT数据中，但模拟这种发射依赖于仅在天空有限区域中可用的稀有气体示踪剂的观测。识别这种贡献对于区分伽马射线点源和星际气体，以及更好地表征扩展伽马射线源非常重要。我们设计和训练卷积神经网络来预测这种排放，这些罕见的示踪剂的观测不存在，并讨论了这一组成部分的费米-LAT数据的分析的影响。特别是，我们评估的前景，利用这种方法在表征的费米-LAT银河系中心过剩通过精确建模的点状结构的数据，以帮助区分点或光滑的性质过剩。我们表明，深度学习可以有效地用于在数据丰富的区域中对这些稀有H2代理在统计显著性范围内追踪的伽马射线发射进行建模，支持在尚未观测到的区域中使用这些方法的前景。
2022-06-06 astro-ph.GA astro-ph.HE cs.LG
High-Energy Gamma Rays from the Milky Way: Three-Dimensional Spatial Models for the Cosmic-Ray and Radiation Field Densities in the Interstellar Medium
星际起源的高能伽马射线是由宇宙射线（CR）粒子与银河系中弥漫的气体和辐射场相互作用产生的。这种发射的主要特点是很好地理解和复制现有的CR传播模型采用2D Galactocentric圆柱对称几何。然而，来自费米大面积望远镜等仪器的高质量数据显示，在几到几十度的尺度上，模型预测存在重大偏差，这表明需要包括银河系螺旋结构的细节，因此需要三维空间建模。在本文中，从银河系的高能星际辐射计算使用新版本的GALPROP代码采用三维空间模型的CR源和星际辐射场（ISRF）的密度。CR源的空间分布的三个模型被用来区分其相对比例的输入光度归因于平滑盘或螺旋臂。两个ISRF模型的基础上开发的恒星和尘埃的空间密度分布从文献再现当地的近远红外观测。星际发射模型，包括臂和隆起的CR源和ISRF密度提供合理的物理解释的功能，发现在残留的地图从高能伽马射线数据分析。CR和ISRF密度的3D模型提供了一个更现实的基础，可用于解释来自银河系的非热星际发射。
2017-08-02 astro-ph.HE
Fermi-LAT Observations of High-Energy Gamma-Ray Emission Toward the Galactic Center
费米大面积望远镜（LAT）提供了迄今为止最详细的高能伽马射线向银河系中心（GC）发射的视图。本文介绍了在第一个62个月的任务期间，从一个$15^\circ \times 15^\circ$区域的GC的方向，在1-100 GeV的能量范围内，宇宙射线（CR）粒子与气体和辐射场在银河系内部相互作用产生的星际辐射和点源检测的影响的数据分析。专门的星际发射模型（IEM）的构建，使分离的伽马射线发射从内部$\sim 1$ kpc的GC从前和背景发射从银河系。基于这些模型，从CR电子与星际辐射场相互作用通过逆康普顿（IC）过程和CR核非弹性散射的气体产生的γ射线通过$π^0$衰变从内部$\sim 1$ kpc的星际辐射的确定。IC的贡献被认为是占主导地位的区域和强烈增强相比，以前的研究。$15^\circ \times 15^\circ$区域的点源目录是使用这些IEM自洽地构建的：第一个费米-LAT内星系点源目录（1FIG）。从数据中减去星际发射和点源贡献后，发现残差是总通量的次主导部分。如果使用朝向GC达到峰值的空间模板对正残差进行建模，并将其纳入$15^\circ \times 15^\circ$区域的总模型中，则与数据的一致性得到改善，但没有任何其他模板能够解释所有残差结构。用这些模板建模的正残差的频谱对IEM的选择有很强的依赖性。[摘要]
2015-11-10 astro-ph.HE hep-ex hep-ph
Characterizing the population of pulsars in the inner Galaxy with the Fermi Large Area Telescope
相对于基于各种星际发射模型和$γ$射线源目录的预测，许多研究小组利用{ \it费米}大天区望远镜（LAT）的数据发现银河系中心（GC）区域的$γ$射线发射过量。对这一过度现象有几种解释。在本文中，我们寻找成员的一个未解决的人口的$γ$ -射线恒星位于银河系内部的GC过剩的解释，由于人口的预测，这样的来源。我们使用编目的LAT源，以获得标准，有效地选择具有非常小的污染的耀变体。我们寻找点源的内部$40^\circ\times40^\circ$区域的银河系，推导出一个列表中的约400个来源，并应用脉冲星选择标准，以提取脉冲星的候选人在我们的源列表。我们用两种不同的星际辐射模型（IEM）进行了整个数据分析链，总共发现了135颗脉冲星候选者，其中66颗是用两种IEM选出的。
2017-10-29 astro-ph.HE
Constraining Dark Matter and Ultra-High Energy Cosmic Ray Sources with Fermi-LAT Diffuse Gamma Ray Background
利用Fermi LAT对各向同性$γ$射线背景（IGRB）的最新测量结果，分析了未分辨点$γ$射线源对IGRB的贡献，建立了超高宇宙射线（UHECR）起源模型的约束条件。我们还计算了最小的预期扩散$γ$射线通量产生的UHECR与星际光子背景的相互作用。最后，为子类的暗物质（DM）模型与衰减的弱相互作用大质量粒子（WIMP），我们建立约束的粒子衰变时间使用最小的预期贡献IGRB未解决的点$γ$射线源和UHECR。
2016-08-26 astro-ph.HE
Local H~{\sc i} emissivity measured with the {\it Fermi}-LAT and implications for cosmic-ray spectra
宇宙射线（CR）电子和原子核与银河系星际气体相互作用并产生高能$γ$射线。每个氢原子的$γ$射线发射率（称为发射率）提供了一种独特的CR通量间接探测器。本文给出了能量从50~MeV到50~GeV的$γ$射线在太阳附近的发射率的测量和解释。我们分析了一个子集的4年的观测，从大面积望远镜（LAT）上的{PDMATHAMN费米伽马射线空间望远镜}（{PDMATHAMN费米}）限制在绝对纬度$10^o<|b| <70^o$。从一个适合的LAT数据，包括原子，分子和电离氢柱密度模板，以及尘埃光学深度图，我们推导出的发射率，分子氢到CO的转换因子$X_{CO}=(0.902\pm0.007) \times 10^{20}$厘米$^{-2}$（K km s $^{-1}$）$^{-1}$和尘埃-气体比$X_{DUST}=(41.4\pm0.3) \times 10^{20}$厘米$^{-2}$ mag $^{-1}$。此外，我们首次探测到电离氢的$γ$射线发射。我们比较了提取的发射率计算从$γ$射线生产截面和CR光谱在日光层测量。我们观察到，只有当太阳调制占的实验发射率再现。这提供了一个直接检测太阳调制以前观察到的通过CR通量和太阳活动之间的关系。最后，我们拟合了一个参数化的光谱形式的日光层CR观测以及{ \it费米}-LAT发射率，并获得了兼容的本地星际光谱的质子和氦的动能每核子之间的1和10…
2015-05-29 astro-ph.HE
H I spin temperature in the Fermi-LAT era
银河系中弥漫的高能γ射线辐射是由宇宙射线与星际气体和辐射场相互作用产生的。中性氢（H I）气体成分是迄今为止星际介质中质量最大、分布最广的成分。如果已知发射气体的自旋温度（Ts），则使用来自原子氢的超精细结构跃迁的21-cm发射线，可以确定H I的列密度。对弥散伽马射线辐射的研究通常依赖于银河系中所有H I的自旋温度固定不变的假设。不幸的是，对明亮背景源的H I吸收的观测表明，它在银河系中的位置变化很大。我们将讨论更好地处理银河系的扩散发射建模使用费米-LAT数据和直接观察的自旋温度使用H I吸收的自旋温度的方法。
2010-02-01 astro-ph.GA astro-ph.HE
Studies of Gamma Ray Sources with the Fermi Large Area Telescope
费米伽马射线空间望远镜卫星上的大面积望远镜以其出色的灵敏度、大视场、宽能量覆盖范围和良好的单光子角分辨率，为我们提供了前所未有的高能宇宙视野，揭示了各种尺度下活跃的宇宙粒子加速器的多样性。在本文中，我们提出了一个选择的费米任务的科学亮点，特别强调的结果是相关的宇宙射线物理。我们涵盖了超新星遗迹的观测和星际伽马射线发射的研究，从太阳系附近到更遥远的星暴星系。
2010-06-14 astro-ph.HE
Fermi Large Area Telescope First Source Catalog
我们提出了一个目录的高能伽马射线源探测到的大面积望远镜（LAT），费米伽马射线太空望远镜（费米）的主要科学仪器，在第一个11个月的科学阶段的任务，开始于2008年8月4日。第一个费米-LAT目录（1FGL）包含1451个在100 MeV到100 GeV范围内检测和表征的源。源检测基于11个月期间的平均流量，阈值似然检验统计量为25，对应于略高于4 sigma的显著性。1FGL目录包括源位置区域，定义为椭圆拟合到95%置信区域和幂律光谱拟合以及每个源的5个能带中的通量测量。此外，还提供了每月的光变曲线。使用发射前定义的协议，我们已经测试了几个群体的伽马射线源中的源目录。对于个别LAT检测到的源，我们提供坚定的标识或似是而非的关联与其他天文目录中的源。识别是基于与其他波长对应物的相关可变性，或基于自旋或轨道周期性。对于我们选择的星表和关联标准，630个源是无关联的。注意表征结果对用于模拟明亮前景的星际漫射伽马射线发射模型的敏感性，结果是在低银河纬度和朝向明亮的局部星际云的161个源被标记为具有强烈依赖于模型的属性，或者可能是由于银河漫射发射中的错误建模结构。
2010-02-11 astro-ph.HE
Detection of Gamma-Ray Emission from the Starburst Galaxies M82 and NGC 253 with the Large Area Telescope on Fermi
我们报告的高能量伽玛射线辐射的检测从两个星爆星系使用的数据与大面积望远镜上的费米伽玛射线空间望远镜。稳定的点状发射超过200兆电子伏已被检测到的显着水平分别为6.8西格玛和4.8西格玛，从源的位置一致的位置的星暴星系M82和NGC 253。这些辐射源的总通量与源自宇宙射线与局部星际气体和辐射场相互作用的伽马射线辐射一致，构成了大质量恒星形成与恒星形成星系中伽马射线辐射之间存在联系的证据。
2009-11-27 astro-ph.HE
Study of an interaction between the jet and an interstellar medium of M87 with a spectral analysis by using Chandra
利用Chandra 800 ks曝光数据，通过谱分析研究喷流与星际介质相互作用中的热和非热成分，发现HST-1和A结的X射线谱需用幂律加热轫致辐射模型描述，表明喷流气体被激波加热产生热辐射。
2026-06-17 astro-ph.HE
A Search for Cosmic-ray Proton Anisotropy with the Fermi Large Area Telescope
在八年的运行中，费米大面积望远镜（LAT）探测到了大量的宇宙射线质子样本。LAT的宽视场和全天空覆盖使其成为研究质子在所有角尺度上到达方向的各向异性的优秀仪器。这些能力使LAT能够对宇宙射线质子各向异性进行全天空2D测量，这与许多最近的TeV测量互补，这些测量仅对各向异性的赤经分量敏感。任何被探测到的各向异性都能探测到当地星际磁场的结构，或者表明附近有一个磁场源。我们提出的第一个结果从费米-LAT合作的全天空角功率谱的质子从大约100 GeV - 10 TeV。
2017-08-25 astro-ph.HE
Fermi-LAT gamma-ray study of the interstellar medium and cosmic rays in the Chamaeleon Molecular-Cloud Complex: A look at the dark gas as optically thick HI
我们报告了费米-LAT $γ$ -射线分析的Chamaeleon分子云复合物使用总柱密度（NH）模型的基础上，在353 GHz的尘埃光学厚度（$τ_{353}$）与普朗克热尘埃发射模型。能量从250 MeV到100 GeV的伽马射线与NH模型拟合为$τ_{353}$、NH $\propto$ $τ_{353}^{1/α}$（$α$ $\geq$ 1.0）的函数，以明确考虑可能的非线性$τ_{353}$ /NH比。我们发现，一个非线性关系，PDMATHABMQPDMATHABMS1.4，给出了最好的拟合$γ$射线数据.这种非线性关系可能反映了尘埃在不同气相中的演化效应。使用最佳拟合NH模型，我们推导出CO到H2的转换因子（XCO）和气体质量，考虑到NH模型的不确定性。XCO值为（0.63-0.76）$\times$ 10 $^{20}$ cm $^{-2}$ K $^{-1}$ km $^{-1}$ s，与最近对变色龙区的$γ$射线研究结果一致.总气体质量估计为（6.0-7.3）$\times$ 10 $^{4}$ Msun，其中未被标准HI或CO谱线测量追踪的附加气体质量为20- 40%。额外的气体量的30-60%的气体质量估计在光学薄HI的情况下，并具有5-7倍的质量比跟踪CO的分子气体。额外的气体的可能来源进行了讨论的基础上的情况下，光学厚HI和CO暗H2。在$\sim$的系统…
2019-09-09 astro-ph.GA astro-ph.HE
Gas and Cosmic-Ray Properties in the MBM 53, 54, and 55 Molecular Clouds and the Pegasus Loop as Revealed by HI Line Profiles, Dust, and Gamma-Ray Data
在对星际介质（ISM）和银河宇宙射线（CR）的研究中，星际气体密度的不确定性一直是一个问题。为了克服这一困难，我们使用了21厘米HI线发射的组件分解，并使用由此产生的气体地图的$γ$射线数据的分析得到的费米大面积望远镜（LAT）的MBM~53，54和55分子云和飞马座环。我们分解的ISM气体到中速云，窄线和光学厚HI，宽线和光学薄HI，CO明亮的H2，CO暗H2使用详细的相关性HI 4 PI调查，普朗克尘埃排放模型，费米-LAT $γ$射线数据的HI线配置文件。我们发现，光学深度校正的分数HI柱密度和CO暗H2几乎是相等的。我们同时拟合了在地球上或近地直接测量的CR光谱和测量的$γ$射线发射率光谱。我们得到了星际质子谱在${\sim}$ 7~GeV处的一个谱断裂，发现$γ$射线发射率归一化与AMS-02质子谱在10%以内一致，从而缓和了与CR谱的紧张关系。
2022-07-01 astro-ph.HE
Interaction between the jet and the interstellar medium of M87 using Chandra
这项研究表明，存在一个额外的热成分中发现的同步辐射从M87喷气。使用钱德拉，热韧致辐射被检测到在六个字段中的四个。用幂律模型很好地描述了原子核和HST-1的X射线。得到了原子核和喷流各部分的中性密度、等离子体密度和加速电子密度。热气体的质量估计为3.9x10^6 M。由于核和场HST-1不含热成分，因此排除了热气体从黑洞注入喷流的可能性。有可能星际介质被喷流压缩并被激波加热。气体的能量密度与具有1 mG的磁场的能量密度相当。对于场D，得到了1.5 × 10^11（2 d/tval）^3（6/delta）^3（3/Gamma）^2 m ^-3 GeV ^（p-1）的高加速电子密度，8 cm ^-3的高中性密度上限和195 cm ^-3的高离子密度。提出了射流的非热韧致辐射，特别是场D对费米通量的可能贡献。这种情况下匹配的GeV能量范围内的非通量变化。
2014-08-18 astro-ph.HE
Fermi observations of Cassiopeia and Cepheus: diffuse gamma-ray emission in the outer Galaxy
本文分析了费米大天区望远镜在银河系第二象限100度< l < 145度和-15度< b < +30度区域测量到的星际伽马射线辐射。这一区域包括仙后座、仙王座和北极星耀斑的显著的古尔德带云，以及更远距离的原子和分子复合体，如英仙座臂中与NGC 7538相关的复合体。而且每个星系中都存在大质量的复合体，这使得这个区域非常适合探测宇宙射线和太阳圈以外的星际介质。古尔德带中气体的伽马射线发射率光谱与基于当地测量的宇宙射线光谱的预期一致。伽马射线发射率从古尔德带到英仙座臂逐渐降低，但测量到的梯度比宇宙射线源在银河系内部达到峰值的预期要平坦，这一点由天文学家提出。我们发现Xco=N（H2）/W（CO）的转换因子从古尔德带的（0.87 +- 0.05）10^20 cm^-2（K km s^-1）^-1增加到英仙座臂的（1.9 +- 0.2）10^20 cm^-2（K km s^-1）^-1。在古尔德带中，通过相关的过量尘埃和伽马射线发射，发现了没有被无线电和微波探测正确追踪的暗气体：其质量约为CO追踪质量的50%。
2009-12-18 astro-ph.HE
On the measurement of handedness in Fermi Large Area Telescope data
来自银河系外的高能光子在到达方向上的旋向性可能与星系际磁场的螺旋度有关。arXiv：1310.4826和arXiv：1412.3171之前的估计显示了费米大面积望远镜（LAT）观测到的光子中存在信号的暗示。使用超过10年的观察，在费米-LAT数据的偏手性测量的更新。进行模拟，以研究测量的不确定性，考虑到结构的曝光所造成的能量依赖的仪器的响应和其观测配置文件，以及从星际介质的背景。模拟需要准确地估计不确定性，并表明以前的不确定性被大大低估。在{ \em Fermi}-LAT数据的早期分析中的表观信号变得不显著。
2020-05-26 astro-ph.HE
Cosmic-Ray Induced Diffuse Emissions from the Milky Way and Local Group Galaxies
宇宙射线充满了星系的整个体积，为星际介质的加热和电离提供了重要的来源，并且可能在恒星形成和星系演化的调节中发挥重要作用。宇宙射线与星际介质、星际辐射场和磁场之间的各种相互作用产生的从射电到高能伽马射线（> 100 MeV）的漫发射，是目前追踪银河系和其他星系中宇宙射线强度和光谱的最佳方法。在这篇文章中，我描述了我们最近的工作，模拟银河系等星系的全光谱能量分布，从无线电到伽马射线能量。其他星系，特别是麦哲伦云和M31的费米-LAT的高能量伽玛射线检测的应用程序，也进行了讨论。
2011-12-07 astro-ph.HE
Identification of point sources in gamma rays using U-shaped convolutional neural networks and a data challenge
在GeV能量下，天空主要是来自银河系的星际辐射。由于统计数据和空间分辨率有限，因此准确分离点源具有挑战性。在这里，我们提出了基于深度学习的算法的第一个应用程序，以自动检测和分类伽马射线数据的点源。具体来说，我们将这种方法称为AutoSourceID。为了检测点源，我们利用U形卷积网络进行图像分割，并利用{\it k}均值进行源聚类和定位。我们还探索了质心网络算法，该算法旨在查找和计数对象。训练数据基于费米大面积望远镜（Fermi-LAT）9.5年的曝光，我们使用了来自第四个费米LAT源目录（4FGL）的活动星系核（AGN）和活动星系（PSR）的源特性，以及几种背景星际发射模型。定位算法的结果被输入到分类神经网络中，该网络经过训练以分离三个一般源类别（AGN、PSRs和FAKE源）。我们定性地比较了我们的定位算法与传统方法，发现它们具有相似的检测阈值。我们还证明了我们的源定位算法的鲁棒性修改的星际发射模型，这提出了一个明显的优势，比传统的方法。只要在分类训练中使用平衡的数据集，分类网络就能够以$\sim$ 70%的典型准确度区分三个类别。在https：//github.com/bapanes/AutoSourceID中，我们发布了我们的训练数据集和分析脚本，并邀请社区加入旨在改善伽马射线点源定位和分类的数据挑战。
2021-10-25 astro-ph.HE
Large-scale Galactic diffuse gamma rays observed with the Fermi Gamma-Ray Space Telescope
费米伽马射线太空望远镜上的LAT仪器正在进行20 MeV至300 GeV的全天勘测，其统计数据和角分辨率前所未有。这提供了大量关于银河系星际介质非热辐射的新信息，并对宇宙射线和银河系结构产生了影响。在中纬度的第一个结果已经显示出与基于宇宙射线直接测量的预测很好的一致性，这表明至少局部（距离太阳约1千秒差距内）的伽马射线发射是了解的。我们将使用LAT数据呈现来自天空区域的第一个光谱，以及选定能量的轮廓。这里的目的是评估与模型的一致性，并评估随着分析的成熟，我们可以期望学到什么。
2009-07-02 astro-ph.HE
Measuring the Intensity of the Interstellar Radiation Field with Ultra-high Energy $γ$ ray Spectra
本文提出利用未来大量超高能γ射线源的γ射线谱观测，间接探测星际辐射场强度随银心距离、银纬和银经的变化，从而为LHAASO等设施对银河系源高能γ射线通量的自洽预测提供关键依据。
2025-03-11 astro-ph.HE
An Alternative Approach for Constraining the Galactic Magnetic Field and the Interstellar Radiation Field
高能宇宙线电子和正电子在银河系中传播时，主要通过星际辐射场（ISRF）的逆康普顿散射（ICS）和银河系磁场（GMF）的同步辐射损失能量。由这两种主要的能量损失机制所发射的光子分别贡献于漫射的银河伽马射线和无线电波。ISRF和GMF分布的变化对整个银河系宇宙线电子和正电子的光谱有相当大的影响。这种影响既可以通过测量宇宙射线电子和正电子的局部通量局部地揭示出来，也可以通过观察弥散伽马射线和无线电波的光谱和形态在全球范围内揭示出来。在本文中，我们量化了这种影响，并得出结论，AMS-02，\textit{Fermi}和H.E.S.S实验的最新数据是强大的，足以交替应用于约束性能的ISRF和GMF。
2017-09-12 astro-ph.HE hep-ph
Fermi-LAT Observations of High- and Intermediate-Velocity Clouds: Tracing Cosmic Rays in the Halo of the Milky Way
人们普遍认为，至少达到PeV能量的宇宙射线（CR）起源于银河系。加速粒子被注入星际介质，在那里它们传播到银河系的最远处，包括周围的晕。到达太阳系的CR的组成可以直接测量，并已被用来推断CR传播的细节，并外推到整个银河系。相比之下，间接的方法，如观测CR与星际气体相互作用产生的伽马射线发射，已经被用来直接探测整个银河平面遥远位置的CR密度。在这篇文章中，我们使用73个月的数据从费米大面积望远镜在300 MeV和10 GeV之间的能量范围内搜索伽马射线发射的CR相互作用在几个高和中速云位于高达7千秒差距以上的银河系平面。我们实现了第一次检测的中速云在伽马射线和设置上限的排放从其余的目标，从而跟踪CR核的分布在晕的第一次。我们发现，每个H原子的γ射线发射率随距离的增加，从平面在97.5%的置信水平。这证实了相关能量的CR起源于银河系圆盘的概念。上中速拱的发射率暗示了CR密度在2 kpc内从平面下降了50%。我们比较我们的结果，CR传播模型的预测。
2015-05-16 astro-ph.HE
Oxygen, neon, and iron X-ray absorption in the local interstellar medium
本文通过分析用{ \it Chandra}高能透射光栅光谱仪和{ \it XMM-Newton}反射光栅光谱仪获得的24个银河系源的X射线谱，详细研究了X射线在局部星际介质中的吸收。通过用一个简单的破幂律模型和新的{ \tt ISMabs} X射线吸收模型来模拟连续谱，我们估计了观测源的总H、O、Ne和Fe柱密度。我们已经确定了吸收物质的分布作为源距离和银河经纬度的函数。中性，单，双电离的O，Ne和Fe的物种的分数的直接估计揭示了冷组分的主导地位，从而表明整体电离度低。我们的研究结果预计是敏感的模型来描述在所有来源的连续。
2016-03-01 astro-ph.HE
Weighing the Local Interstellar Medium using Gamma Rays and Dust
针对冷气体测量归一化不确定性大的问题，提出利用Fermi-LAT伽马射线数据测量总气体密度的新方法，精度与既往工作相当且系统误差独立，结果可覆盖顶尖实验的结果范围。
2023-01-30 astro-ph.GA astro-ph.HE
