Lower Bounds on Intergalactic Magnetic Fields from Simultaneously Observed GeV-TeV Light Curves of the Blazar Mrk 501
我们推导出星系际磁场（IGMF）的上限对回波发射的耀变体Mrk 501，也就是说，延迟GeV的发射次级$e^{-}e^{+}$对通过初级TeV的伽马射线与宇宙红外背景的相互作用。利用VERITAS，MAGIC和{ \it Fermi}-LAT在2009年的多波长活动期间（包括TeV耀斑）同时观测到的GeV-TeV光变曲线，推导出$B \gtrsim 10^{-20} {\rm G}$ IGMF强度的界限，置信度为90%，场相干长度为1 kpc。由于我们的分析是基于坚定的观测数据单独和几乎免费的假设有关的主要TeV通量在未观测到的时期或谱带，我们的对回波通量的评估是保守的，非零IGMF的证据是更强大的相比，以前的研究。
2011-10-20 astro-ph.CO astro-ph.HE
Probing the physical properties of the intergalactic medium using blazars
我们使用雨燕耀变体光谱估计的关键星系际介质（IGM）的氢柱密度（Nhxigm），金属丰度和温度在红移范围为0.03 leq z leq 4.7，使用碰撞电离平衡（CIE）模型的电离等离子体。我们采用了一种保守的方法，blazar连续体模型，其固有的可变性，并使用一系列的幂律模型。我们对我们的结果进行了多次测试，发现Nhxigm参数对于每个源的单独暴露数据和共同添加的光谱以及Swift和XMM-Newton源数据之间是稳健的。我们也没有发现Nhxigm和源通量或内在幂律的变化之间的关系。虽然有些物体可能有大量的康普顿化成分，可以模仿吸收，但它并没有改变我们的整体结果。合并后的耀变体样本的Nhxigm尺度为（1+z）^1.8 +\-0.2。z = 0时的平均氢密度为n 0 =（3.2+ 1 -0.5）x 10^-7 cm^-3。在整个红移范围内的平均IGM温度为log（T \K）= 6.1+\-0.1，平均金属丰度为[X \H ] = -1.62+\-0.04（Z sim0.02）。当结合伽马射线暴（GRB）样品的结果时，我们发现在0.03 leq z leq 6.3的扩展红移范围内，结果是一致的。使用我们的模型为耀变体和GRB，我们得出结论，IGM贡献显着的耀变体和GRB光谱中看到的总吸收。
2021-09-09 astro-ph.CO astro-ph.HE
Assessing the Significance of Apparent Correlations Between Radio and Gamma-ray Blazar Fluxes
耀变体的射电和伽马射线通量密度之间是否存在相关性是一个长期存在的问题，并且由于各种观测偏差可能会削弱或明显增强射电和伽马射线光度之间的任何内在相关性，因此很难有把握地回答这个问题。我们引入了一种新的方法，数据随机化，定量评估这些偏差的影响，并评估耀变体的无线电和伽马射线通量密度之间的明显相关性的内在意义。该方法的新颖性在于光度空间中的数据随机化（以确保随机化数据本质上，而不仅仅是表面上不相关）和通量空间中的显著性评估（以明确避免Malmquist偏差并自动考虑两个频率中的有限动态范围）的组合。该方法甚至适用于没有严格统计标准选择的小样本。对于较大的样本，我们描述了一种变化的方法，其中的样本是分裂的红移箱，并在每个箱中单独应用的随机化，这种变化的目的是产生相当于亮度函数采样的基本人口的限制非常大，统计上完整的样本。我们表明，对于一个较小的红移箱数，该方法产生一个更差的意义，并以这种方式，它是保守的，因为它不分配一个更强的，人为增强的意义。我们演示了我们的测试如何作为源的数量，相关性的强度和使用的红移箱的数量的函数，我们表明，虽然我们的测试是强大的对共同的距离偏差和相关的假阳性不相关的数据，它保留了其他方法的权力拒绝零假设相关的数据没有相关性。
2012-04-11 astro-ph.HE
Breaks in gamma-ray spectra of distant blazars and transparency of the Universe
星系际空间的不透明性将TeV伽马射线的平均自由程限制在几十兆秒差距。然而，来自许多更远来源的TeV光子已经被探测到。在每种特定情况下，这可以解释为目前未知的源中工作的机制导致发射光谱硬化。在这里，我们表明，这种解释是不支持的所有观测源的合奏分析。在具有最低不透明度的红外背景模型的框架中，我们重建了遥远耀变体的发射光谱，并发现向上的光谱突变恰好出现在吸收效应至关重要的能量处。由于这些能量对于位于不同距离的类似源来说非常不同，我们得出的结论是，这些断裂是吸收不正确解释的假象，因此，即使在最保守的模型中，宇宙对伽马射线的不透明度也被高估了。这意味着一些新的物理或天体物理现象应该会影响伽马射线的长距离传播。一部分高能光子在源附近转化为惰性新粒子，并在靠近观察者的地方再转化回来，这种情况与我们的结果并不矛盾。[删节]
2014-06-02 astro-ph.HE hep-ph
Multimessenger Tests of Einstein's Weak Equivalence Principle and Lorentz Invariance with a High-energy Neutrino from a Flaring Blazar
高能（$\sim290$ TeV）中微子的探测与耀变体TXS 0506+056相一致，这是迄今为止第一个也是唯一的$3σ$中微子源关联，为弱等效原理（WEP）和洛伦兹不变性提供了新的多信使检验。假设来自耀变体耀斑的TeV中微子和γ射线光子之间的飞行时间差主要是由Laniakea超星系团的引力势引起的，我们证明了中微子和光子与WEP的偏差保守地限制在$10^{-6}-10^{-7}$的精度，这比以前用超新星1987 A的MeV中微子给出的结果好3- 4个数量级。此外，我们证明了TeV中微子与耀变体耀斑的关联限制了线性和二次违反洛伦兹不变性（LIV）到$E_{\rm QG, 1}>3.2\times10^{15}-3.7\times10^{16}$ GeV和$E_{\rm QG, 2}>4.0\times10^{10}-1.4\times10^{11}$ GeV的量子引力的能量标度。这些改进以前的限制线性和二次LIV的能量尺度在中微子传播的5- 7个数量级。
2019-01-29 astro-ph.HE gr-qc hep-ph
Current and Future Constraints on Dark Matter from Prompt and Inverse-Compton Photon Emission in the Isotropic Diffuse Gamma-ray Background
我们进行了详细的检查，从提示和逆康普顿发射光子，包括模型相关和模型无关的边界的湮灭和衰变暗物质模型的电流约束。我们还表明，所观察到的各向同性弥散伽马射线背景（DGRB），这提供了一个最保守的约束模型的湮灭弱尺度暗物质粒子，可能会提高其灵敏度的一个因素~2至3（95% C. L.）。因为费米-LAT实验通过五年的观测解决了DGRB贡献的blazar源。对于我们的预测，我们采用的结果约束的光度依赖的密度演化加上blazar光谱能量分布序列模型，这是由DGRB和blazar源计数分布函数的约束。
2012-02-08 astro-ph.CO astro-ph.HE hep-ph
Diffuse Neutrino Intensity from the Inner Jets of Active Galactic Nuclei: Impacts of External Photon Fields and the Blazar Sequence
我们研究了射电噪活动星系核（AGN）内部喷流中的高能中微子产生，考虑了外部光子场和耀变体序列的影响。我们发现，由此产生的扩散中微子强度主要由类星体托管耀变体，特别是，平谱射电类星体，PeV-EeV中微子生产由于光强子与宽线和尘埃辐射的相互作用是不可避免的，如果AGN内喷流是超高能宇宙射线（UHECR）源。它们的中微子光谱在PeV能量附近具有截止特征，因为目标光子是由于Ly $α$发射。由于尘埃环提供的红外光子，能量高于PeV的中微子光谱很难与冰立方的数据相一致，除非质子光谱指数比2.5更陡，或者质子的最大能量是$\lesssim100$ PeV。因此，简单模型难以解释IceCube数据。如果耀变体的累积中微子强度超过$\sim{10}^{-8}~{\rm GeV}~{\rm cm}^{-2}~{\rm s}^{-1}~{\rm sr}^{-1}$，那么它们的局部宇宙射线能量产生率将是局部UHECR发射率的$\sim10-100$倍，但与平均伽马射线耀变体发射率相当。有趣的是，未来的探测器，如Askaryan射电阵列，即使在更保守的情况下也可以探测到$\sim0.1-1$ EeV中微子，这使我们能够间接地测试UHECR产生于内部喷流的假设。我们发现射电噪活动星系核的散射中微子强度主要由γ射线光度为$\gtrsim10^{48}~{\rm erg}~{\rm s}^{-1}$的耀变体控…
2014-06-17 astro-ph.CO astro-ph.GA astro-ph.HE
Time-dependent neutrino emission from Mrk 421 during flares and predictions for IceCube
Blazar是IceCube最近发现的高能中微子的主要候选源。Mrk 421是银河系外X射线和$γ$射线天空中最亮的源之一，也是距离地球最近的耀变体之一，是测试耀变体-中微子联系的绝佳来源。在这里，我们在2010年13天的耀斑Mrk 421的光谱能量分布模型与前所未有的多波长覆盖，并计算相应的中微子通量。我们发现，在所有的能带的$>1$ PeV中微子和光子通量之间的相关性。使用典型的IceCube通过μ介子事件样本具有良好的角分辨率和高统计，我们得出的平均事件率超过100 TeV（$\sim0.57$ evt/yr），并表明它是可比的，预计从2009年的四个月的静止期。由于耀斑的持续时间很短，需要几年来积累类似的耀斑才能为冰立方产生有意义的信号。为了更好地评估这一点，我们应用中微子和$γ$ -射线通量之间的相关性的6.9年费米-LAT光变曲线的Mrk 421。我们发现，在整个IceCube探测器生存时间内，大于1 PeV的平均事件计数为$3.59\pm0.60$（$2.73\pm0.38$）$ν_μ+\barν_μ$，包括（不包括）我们分析中的主要耀斑。在不确定性范围内，这一估计超过了探测一个或多个μ子（反）中微子的$95\%$（$90\%$）阈值。同时，最保守的情况下，没有相关的$γ$ -射线和中微子的假设，预测$1.60\pm0.16$ $ν_μ+\barν_μ$事件。我们的结…
2016-04-06 astro-ph.HE
Revisiting the evidences for spectral anomalies in distant blazars: new data on the photon-ALP mixing
我们重新审视可能的依赖关系的红移的光谱参数观测到的耀变体在非常高的能量（VHEs）与成像大气切伦科夫望远镜（IACTs）。这与评估光子与类轴子粒子（ALP）混合的源距离的潜在影响有关，这将深刻影响VHE光子在宇宙中的传播。我们专注于我们的光谱分析38 BL紫胶对象（32个高峰值和6个中间峰值）的红移$z\simeq 0.5$，和一个小样本的5个平坦频谱射电类星体高达$z=1$独立处理，以增加红移基线。这些源的78个独立的光谱首先被仔细地校正了与河外背景光的光子的伽马-伽马相互作用，这是主要的红移依赖的不透明度效应的原因。然后，修正后的光谱拟合简单的幂律推断的内在光谱指数$Γ_{\rm em}$在VHE，测试的假设，这样的光谱属性设置的本地，而不是全球的宇宙学环境。我们发现一些系统的反相关与红移的$Γ_{\rm em}$，这可能表明，虽然与低的意义，光谱异常可能需要修改的光子传播过程。具有更高统计显著性的结论性测试将需要即将到来的新一代切伦科夫阵列（CTA，ASTRI，LHAASO）提供的观测改进。
2022-08-02 astro-ph.HE hep-ph
Multiwavelength Observations of the Blazar VER J0521+211 During an Elevated TeV Gamma-Ray State
我们报告了VERITAS，MAGIC和Fermi-LAT在2013年和2014年观测到的VER J 0521 +211的长期，高伽马射线通量状态。在200 GeV以上的峰值积分通量是$(8.8 \pm 0.4) \times 10^{-7} \;\text{ph}\;\text{m}^{-2}\; \text{s}^{-1}$，约为蟹状星云通量的37%。还介绍了X射线、紫外线和光学仪器的多波长观测结果。观察到X射线和TeV γ射线通量之间的适度相关性，并且当通量较高时，X射线谱出现更硬。利用伽玛射线谱和河外背景光（EBL）的四种模型，发现源红移的保守95%置信上限为z<=0.31。与伽马射线和X射线波段不同，在研究期间，光通量与存档的低态通量相比没有显着增加。从光学到X射线波段的光谱可变性表明，光谱能量分布（SED）的同步峰值在耀斑状态期间可能会变得更宽，这可以用改变底层粒子光谱的高能端的单区同步自康普顿模型来充分描述。同步辐射峰值频率的SED，以及从MOJAVE程序的射流的无线电形态，是一致的源是一个中频峰值BL湖对象。
2022-05-05 astro-ph.GA astro-ph.HE
X-ray and gamma-ray limits on the primordial black hole abundance from Hawking radiation
$10^{16}$ g的原始黑洞的霍金辐射的不可观测性为它们的宇宙学丰度设定了一个保守的强界。我们重新审视这一约束，并显示它如何可以得到改善（无论是在质量范围和强度）的组合活动星系核和耀变体发射的MeV范围内的适当的建模。我们还估计了灵敏度的原始黑洞丰度的未来X射线实验能够识别一个显着更大的数量的天体物理源，在这个能量范围内的弥漫背景。
2020-07-21 astro-ph.CO astro-ph.HE hep-ph
Measurement of the Extragalactic Background Light using MAGIC and Fermi-LAT gamma-ray observations of blazars up to z = 1
我们提出了一个测量的河外背景光（EBL）的基础上的联合似然分析的32个伽玛射线光谱的红移范围z = 0.03至0.944，获得的MAGIC望远镜和费米-LAT的12个耀变体。EBL是河外弥漫辐射的一部分，跨越紫外线、可见光和红外线波段。EBL的主要贡献者是恒星在宇宙历史中发射的光，以及被星系中的尘埃吸收并以更长波长重新发射的那部分光。EBL可以通过其对宇宙源发射的极高能量光子的影响来间接研究，这些光子在穿过宇宙学距离的传播过程中通过光子-光子相互作用被吸收。我们得到的EBL密度的估计与最先进的EBL生产和演变的模型，在很好的协议。1-sigma的上限，包括系统的不确定性，是13%和23%之间的标称EBL密度模型。在任何范围的光学depth.We还进行了波长分辨EBL测定，这导致在0.18 - 0.62 $μ$ m范围内的EBL相对于所研究的模型，但与它们兼容的提示系统学中的预期透明度的宇宙伽马射线没有异常。
2019-03-30 astro-ph.HE
Time-dependent modelling of short-term variability in the TeV-blazar VER J0521+211 during the major flare in 2020
该研究对2020年耀发期间的VER J0521+211进行多波段建模，比较轻子双区和轻子-强子单区模型，后者预测超高能中微子，并给出红移上限z≤0.244。
2024-12-20 astro-ph.HE
Trace Anomaly and Effective Topological Sources in Neutron Stars
Università degli Studi della Campania “Luigi Vanvitelli”（坎帕尼亚路易吉范维特利大学）；Istituto Nazionale di Fisica Nucleare, Sezione di Napoli（意大利国家核物理研究所，那不勒斯分部）；Istituto Nazionale di Fisica Nucleare, Laboratori Nazionali di Frascati（意大利国家核物理研究所，弗拉斯卡蒂国家实验室）
本研究以11种冷表格物态方程为样本，发现广义相对论迹源强度与中子星拓扑质量响应强相关，可作为拓扑恒星响应的有用诊断工具，其拓扑贡献仅约0.8%。
2026-09-29 astro-ph.HE gr-qc nucl-th
Electrons and Positrons in Cosmic Rays
本文综述了近十年来高能宇宙线电子和正电子天体物理学的研究成果。异常，观察到的数据中最近的实验（可能在电子光谱和PAMELA异常的正电子分数的颠簸）进行了讨论，通过系统地使用简单的解析解的宇宙线电子的传输方程。解释异常起源的三种主要方法被认为是：假设正电子是纯次级粒子的保守方法;附近的源，如恒星的起源;和暗物质的起源。这篇评论还讨论了无法选择的电子模型或暗物质模型来解释电子异常的基础上，电子光谱与通常的大能量binning（$\gtrsim15%$）。有观点认为，与暗物质起源相反的附近恒星起源的特征可能是Malyshev等人论文（2009年）中预测的宇宙射线电子谱的精细结构，并在高分辨率ATIC实验（2009-2011年）的数据中观察到。迄今为止，高分辨率ATIC数据是文献中发表的这类实验结果。因此，应尽快通过其他实验对其进行检验。一般来说，最近大多数实验的数据之间也存在相当有争议的情况，因此，迫切需要新的高精度和高统计实验。
2013-03-25 astro-ph.HE
Unraveling the Emission Mechanism of the HBL Source Mrk 180 with Multi-Wavelength Data
本研究利用Fermi-LAT及多波段数据构建Mrk 180的谱能量分布，比较三种辐射模型，发现其不太可能是超高能宇宙射线源。
2023-08-31 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
X-ray sources in the 1.75 Ms Ultra Narrow Deep Field observed by XMM-Newton
在这项工作中，我们提出的调查结果进行的最深的X射线场观测的XMM-牛顿卫星。1.75 Ms超窄深场（XMM 175 UNDF）观测是在以blazar 1 ES 1553+113为中心的$30' \times 30' $场中进行的，观测时间超过2年，总曝光时间为1.75 Ms（耀斑过滤后为1.372 Ms）。我们分别在软$(0.2 - 2\, \mathrm{keV})$、硬$(2 - 12\, \mathrm{keV})$和全$(0.2 - 12\, \mathrm{keV})$带中堆叠了达到$4.03 \times 10^{-16} $、$1.3 \times 10^{-15}$和$9.8 \times 10^{-16}\, erg\, s^{-1}\, cm^{-2}$通量极限的13个观测值。使用一个保守的阈值的最大似然意义的$ML \geq 6$，对应于$3σ$，我们检测到301点源，我们推导出的位置，在不同的波段通量，和硬度比。由于使用10.4 m的加那利大望远镜（GTC）在$u'g'r'i'z'$波段的同一视场上进行了光学跟踪，结合WISE/2 MASS IR数据，我们确定了244个X射线源的光学/IR对应候选者，并估计了它们的X射线光度，红移分布，X射线/光学$-$ X射线/IR通量比和绝对星等。最后，我们把这个子样本分成40个非活动源和204个活动星系核，其中139个…
2021-06-19 astro-ph.GA astro-ph.HE
First AGILE Catalog of High Confidence Gamma-Ray Sources
我们提出了第一个目录的高置信度伽马射线源检测的AGILE卫星在2007年7月9日至2008年6月30日进行的观测。通过合并整个时间段内的所有可用数据来检测编目源。AGILE于2007年4月发射，是意大利航天局的一项飞行任务，专门用于30 MeV - 50 GeV能量范围内的伽马射线观测，具有18-60 keV波段的同步X射线成像能力。该目录基于能量大于100 MeV的伽马射线成像探测器（GRID）数据。对于第一个AGILE星表，我们采用了保守的分析方法，使用了高质量的事件过滤器，以选择仪器视场中心区域（半径为40度）内的伽马射线事件。这是一个重要性有限（4 sigma）的星表，由于AGILE第一年的天空覆盖不均匀，它不是一个完整的通量有限样本。该星表包括47个源，其中21个与已确认或候选的恒星有关，13个与Blazar有关（7个FSRQ，4个BL Lac，2个未知类型），2个与HMXRB有关，2个与SNR有关，1个与碰撞风双星系统有关，8个与未确认的源有关。
2009-07-30 astro-ph.HE
Gamma-Ray and Neutrino Backgrounds as Probes of the High-Energy Universe: Hints of Cascades, General Constraints, and Implications for TeV Searches
费米和冰立方最近对各向同性扩散背景的观测使我们能够更深入地了解遥远的甚高能（VHE）和超高能（UHE）伽马射线/中微子发射体，包括宇宙射线加速器/源。首先，我们根据最新的费米数据研究了γ射线和/或宇宙射线（CR）引起的星系际级联对弥散γ射线背景（DGB）的贡献。我们从费米数据远高于衰减幂律预期的事实中确定了可能的VHE过量，并表明VHE伽马射线（高于~10 TeV）和/或VHECR（低于~10^19 eV）引起的级联可能对~100 GeV以上的DGB有显著贡献。级联的相关性也是由极端TeV耀变体，如1 ES 0229+200，这表明非常硬的内禀光谱的星系间级联解释的动机。这加强了未来详细VHE DGB测量的重要性。然后，更保守地，我们得出的高能伽马射线和中微子的宇宙能量预算的基础上，最近费米和冰立方观测河外背景辐射的一般约束。我们证明了这些多信使约束是有用的，中微子限制是非常强大的VHE/UHE强子源。此外，我们显示了未来成像大气切伦科夫望远镜阵列，如切伦科夫望远镜阵列的单个源调查的约束的重要性，并证明了级联假说的VHE DGB可以通过寻找遥远的发射级联伽马射线进行测试。
2012-08-28 astro-ph.CO astro-ph.HE hep-ph
A lower bound on intergalactic magnetic fields from time variability of 1ES 0229+200 from MAGIC and Fermi/LAT observations
由γ射线在星系际介质中的传播效应引起的TeV源周围的延发和延迟辐射可用于星系际磁场的测量。我们寻找延迟GeV发射的硬谱TeV blazar 1 ES 0229+200的目标，以检测或限制IGMF依赖的次级通量的TeV伽马射线通过星系际介质的传播过程中产生的。我们分析了5年时间跨度内的最新MAGIC观测结果，并与H.E.S.S.的历史数据进行了补充。和VERITAS望远镜以及费米/LAT望远镜长达12年的曝光。我们用它们来跟踪源的演变在GeV-TeV波段超过一个半十年的时间。我们使用蒙特卡罗模拟来预测延迟的二次伽马射线通量，调制的源的可变性，揭示了TeV波段的观测。然后，我们比较这些预测的各种假设IGMF强度的所有可用的测量的伽马射线通量的演变。我们发现，在能量范围内的源通量超过200 GeV的经验在其平均值的14年的时间跨度的观测。在费米/LAT可达到的1-100 GeV能量范围内，没有发现通量变化的证据。由于在星系际介质中发展的电磁级联的延迟发射，没有检测到变化，对于长相关长度的IGMF，B>1.8e-17 G的下限，对于宇宙起源的IGMF，B> 1 e-14 G。虽然弱于以前从费米/LAT数据的分析得出的一个，这个约束是更强大的，是基于保守的固有源谱估计和会计的细节，在TeV的能量带的源的变化。我们讨论了宇宙学磁场，这可能解释宇宙的重子不对称的影响。
2022-10-07 astro-ph.CO astro-ph.HE
