稳态电子分布的同步辐射和康普顿谱

非线性含时同步自康普顿冷却下耀变体的逆康普顿光变曲线

Inverse Compton light curves of blazars under non-linear, time-dependent synchrotron-self Compton cooling

耀变体的耀斑爆发时间是原来的两倍，大约是分钟。这种快速的耀斑在理论上是具有挑战性的，已经提出了几个{模型}来解释快速的变化。在本文中，我们继续讨论有关的非线性，时间相关的同步自康普顿（SSC）冷却的影响。在以前的论文中，我们能够表明，非线性{，引入随时间变化的电子注入，}有严重的后果，光谱能量分布（SED）和单色同步光曲线。非线性冷却在SED中引入了新的中断，这通常由复杂的底层电子分布来解释，而SSC过程的更快冷却{导致同步加速器光曲线的显著差异}。在本文中，我们计算的逆康普顿光变曲线，同时考虑到SSC和外部康普顿过程。通过引入由于发射区域的有限尺寸和源的几何形状而引起的延迟，从单色强度计算光变曲线。尽管SSC冷却的一些明显效果被延迟所抵消，但仍然有几个观测限制可以帮助区分非线性和通常的线性模型，例如不同的通量状态，时间形状或不同能量下光变曲线的更快变化。

从多重超相对论电子布居的同步加速器和同步加速器自康普顿辐射损失的含时分析模型研究Blazar的耀斑

Flaring of Blazars from an Analytical, Time-dependent Model for Combined Synchrotron and Synchrotron Self-Compton Radiative Losses of Multiple Ultrarelativistic Electron Populations

我们提出了一个完全解析的，依赖于时间的轻子一区模型，它描述了一个简化的辐射过程的多个相互作用的超相对论性电子种群，占闪耀的GeV耀变体。在这个模型中，几个单能的，超相对论性的电子布居连续地和瞬时地注入到发射区，即，磁化等离子体团沿耀变体喷流传播，并受到线性的，与时间无关的同步辐射损失，这是由恒定的磁场，和非线性的，与时间相关的同步自康普顿辐射损失在汤姆逊极限。从物理的角度来看，考虑一个一般的多注入场景比常见的blazar模型中调用的通常的单注入场景更现实，因为blazar喷流可能会延伸数十千秒差距，因此，最有可能从中间云中拾取几个粒子群。我们解析计算的电子数密度求解动力学方程，采用拉普拉斯变换和匹配的渐近展开的方法。此外，我们明确地计算了光学薄的同步辐射强度，同步辐射自康普顿强度在汤姆逊极限，以及相关的总注量。为了模拟注入的有限持续时间和辐射传输，我们模拟耀斑的序列，这些瞬时注射，适当地分布在整个发射区域。最后，我们提出了一个参数研究的总同步加速器和同步加速器自康普顿注量谱能量分布为一个通用的三注入的情况下，不同的磁场强度，多普勒因子，并在现实的参数域的第一次注入的初始电子能量，表明我们的模型可以重现观测数据中看到的典型的宽带行为。

The $γ$-ray emitting region in low synchrotron peak blazars. Testing self-synchrotron Compton and external Compton scenarios

From the early days in gamma-ray astronomy, locating the origin of GeV emission within the core of an active galactic nucleus (AGN) persisted as an open question; the problem is to discern between near- and far-site scenarios with respect to the distance from the super massive central engine. We investigate this question under the light of a complete sample of low synchrotron peak (LSP) blazars which is fully characterized along many decades in the electromagnetic spectrum, from radio up to tens of GeV. We consider the high-energy emission from bright radio blazars and test for synchrotron sel…

甚高能活动星系核同步加速器自康普顿模型之旅

Very High Energy Active Galactic Nuclei Synchrotron self-Compton Modeling Tour

目前的甚高能（VHE; E> 100 GeV）实验极大地增加了探测到的河外源的数量。我们提出了一个同步辐射自康普顿建模之旅的活动星系核目前已建立的VHE发射器到目前为止，并调查可能的内在和派生参数之间的相关性。

具有非均匀磁场和电子分布的射电星系的同步辐射和逆康普顿辐射

Synchrotron and inverse-Compton emission from radio galaxies with non-uniform magnetic field and electron distributions

我研究了射电星系扩展结构中的非均匀磁场对观测到的同步辐射和逆康普顿辐射的影响。假设一个各向同性的领域，与一个给定的功率谱和高斯分布的笛卡尔分量的磁场强度，我推导出一个简单的积分，可以用来计算从任何电子人口的同步辐射率。在幂律谱的情况下，我表明，它是可能的，以估计从一个区域的同步辐射率与这样一个领域，并从通常假设的安排，其中$B$是恒定的到处都是，虽然完全纠缠，这种差异是小的，但它增加，如果电子能量密度的规模与字段之间的差异。在这样的场中，老化的电子光谱会产生一个特征性的弯曲同步加速器光谱，该光谱与经典的贾菲-佩罗拉光谱显着不同，我讨论了这可能对标准光谱年龄拟合产生的一些影响。最后，我表明，逆康普顿散射的宇宙微波背景是只有适度的影响，这样的场结构，与效果变得更加重要，如果电子遵循的字段。如果磁场不均匀但各向同性，则文献中来自同步加速器和逆康普顿模型的磁场估计将给出平均磁场能量密度的合理估计。

超爱丁顿日冕、磁化日冕和喷流中的双康普顿和回旋同步加速器

Double Compton and Cyclo-Synchrotron in Super-Eddington Disks, Magnetized Coronae, and Jets

我们提出了一个扩展的广义相对论辐射磁流体动力学代码HARMRAD占发射和吸收的热循环同步加速器，双康普顿，韧致辐射，低温OPAL不透明度以及汤姆逊和康普顿散射。我们近似的辐射场作为玻色-爱因斯坦分布，并使用辐射数能量动量守恒方程，以跟踪光子硬化。我们进行各种模拟研究这些扩展如何影响磁逮捕磁盘在爱丁顿吸积超爱丁顿率的辐射特性。我们发现，双康普顿占主导地位的韧致辐射的磁盘半径$r\sim 15r_g$（引力半径）在一百倍的爱丁顿吸积率，并在较小的半径在较低的吸积率。双康普顿和回旋同步加速器调节日冕中的辐射和气体温度，而回旋同步加速器调节喷流中的温度。有趣的是，当吸积率下降到爱丁顿时，光学上薄的日冕发展，其气体温度$T\sim 10^9$ K是盘的黑体温度的$\sim 100$倍。我们的研究结果表明，双康普顿和同步加速器在超爱丁顿磁盘，磁化电晕，和射流的重要性。

相对论性大Y爆炸波的同步自康普顿谱

The synchrotron-self-Compton spectrum of relativistic blast waves at large Y

最近的分析多波长光变曲线的伽马射线暴余辉点的磁湍流值远低于规范的$\sim1\,$ \%的均分，在协议的理论预期的微湍流产生的冲击前兆，然后衰减下游的冲击前通过碰撞阻尼。作为直接结果，康普顿参数$Y$在爆炸中可以取大值。在存在衰减的微湍流和/或作为逆康普顿冷却的Klein-Nishina抑制的结果，$Y$参数携带对电子洛伦兹因子的非平凡依赖性，其修改同步加速器和逆康普顿分量的光谱形状。本文提供了详细的计算，这种同步自康普顿谱在这个大$Y$制度，占衰减微湍流的可能性。它计算预期的时间和频谱指数$α$和$β$通常定义的$F_ν\,\propto\,t_{\rm obs}^{-α}ν^{-β}$在各种频谱域。本文还预测了非常高的能量的光子通量，特别是，它表明，大$Y$制度将意味着探测率的伽马射线暴在$>10\,$ GeV比目前预期的几倍。

Blazar喷流的同步辐射和逆康普顿辐射I：均匀锥形喷流模型

Synchrotron and inverse-Compton emission from blazar jets I: a uniform conical jet model

在研究耀变体喷流从射电到高能γ射线辐射的系列论文中，我们首先回顾了喷流具有均匀锥形弹道结构的模型。我们认为，通过使用这些模型的简单的发展，在新的多频数据扩展到伽马射线能量的背景下，有价值的见解可能会获得完全现实的模型最终必须具有的属性。在本文中，我们认为同步加速器和同步自康普顿发射的喷流，模拟最近同时多波长观测的BL Lac。这是第一次使用锥形喷流模型同时为耀变体安装这些组件。在该模型中，我们演变的电子人口动态沿射流考虑到同步和逆康普顿损失。反康普顿发射计算使用克莱因-西名截面和相对论变换到喷流框架，我们明确地显示了种子光子的人口。我们整合同步加速器不透明度沿视线通过射流等离子体，考虑到发射和不透明度的每个部分的射流。与以前的无线电发射的研究，我们发现，一个锥形喷流模型，保存磁能产生的特点blazar平坦的无线电频谱，但是，我们不需要任何微调的模型来实现这一点。特别值得注意的是，在我们对BL Lac的模型拟合中-在~10^37W是一个相对较低的喷流功率源-我们发现不需要喷流内的显著再加速来解释观察到的光谱。

The Polarization Behavior of Relativistic Synchrotron Self-Compton Jets

We describe a geometric model for synchrotron and synchrotron self-Compton (SSC) radiation from blazar jets, involving multiple emission zones with turbulent magnetic fields and fully self-consistent seed photon mixing for SSC. Including the effects of jet divergence, particle cooling and the Relativistic PA rotation (RPAR) to the observer frame, we find that the multi-zone model recovers simple predictions for SSC polarization, but describes new dependencies on jet viewing geometry and zone multiplicity. Increasing the zone number decreases both synchrotron and SSC polarization, but with diff…

Synchrotron self-Compton as a likely mechanism of photons beyond the synchrotron limit in GRB 190114C

GRB 190114C, a long and luminous burst, was detected by several satellites and ground-based telescopes from radio wavelengths to GeV gamma-rays. In the GeV gamma-rays, the Fermi LAT detected 48 photons above 1 GeV during the first hundred seconds after the trigger time, and the MAGIC telescopes observed for more than one thousand seconds very-high-energy (VHE) emission above 300 GeV. Previous analysis of the multi-wavelength observations showed that although these are consistent with the synchrotron forward-shock model that evolves from a stratified stellar-wind to homogeneous ISM-like medium,…

Klein-Nishina效应对光学薄同步辐射和同步辐射自康普顿谱的影响

Klein-Nishina Effects on Optically Thin Synchrotron and Synchrotron Self-Compton Spectrum

当Klein-Nishina（KN）效应很重要且对产生和外辐射场可以忽略时，我们给出了光学薄同步辐射和同步辐射自康普顿（SSC）谱的解析近似。这一理论对于天体物理源辐射的分析处理是有用的，如伽马射线暴（GRB），活动星系核和脉冲星风星云，其中KN效应可能是重要的。我们考虑一个连续注入的相对论性电子与幂律能量分布以上的一些典型的注入能量的源。我们发现，同步加速器SSC光谱可以描述一个破缺的幂律，并提供解析估计的断裂频率和幂律指数。在一般情况下，我们表明，KN横截面上的上散射电子的能量的依赖性的结果在硬化的能量分布的快速冷却的电子，因此在硬化所观察到的同步辐射光谱。结果表明，当忽略KN效应时，快冷电子在典型注入能量以下的同步辐射谱可以与$F_ν\propto ν^0$一样硬，而不是经典的$ν^{-1/2}$.同步加速器能量输出可以由具有高于典型注入能量的能量的电子主导。我们自洽地求解了冷却频率，发现同步加速器和SSC冷却之间的过渡会导致冷却频率以及同步加速器和SSC光谱的不连续变化。我们证明了我们的研究结果的理论应用，将它们应用到即时和余辉辐射模型的伽玛暴。

1 ES 1959+650的同步辐射和逆康普顿谱之间的跃迁

Probing the Transition Between the Synchrotron and Inverse-compton Spectral Components of 1ES 1959+650

1 ES 1959+650是最显著的高峰值BL Lacertae天体之一。在2002年，它展示了TeV的伽马射线耀斑，但在较低能量下的同步加速器组件没有类似的增亮。我们提出了一个多频运动的结果，触发的整数IBIS检测1 ES 1959+650。我们的数据范围从光学到硬X射线能量，从而同时覆盖同步加速器和逆康普顿组件。我们用INTEGRAL、Swift X射线望远镜和紫外光学望远镜观察了这个源，几乎同时用地面光学望远镜观察了这个源。在X射线能量的陡峭的光谱分量是最有可能由于同步辐射，而在软伽马射线能量的硬光谱指数可以解释为开始的耀变体光谱能量分布（SED）的高能量分量。这是第一次清晰地测量到HBL的凹面X射线-软伽马射线光谱。用轻子同步辐射自康普顿模型可以很好地模拟SED。当SED被拟合时，该模型需要q ~ 1.85的非常硬的电子谱指数，这可能表明二阶费米加速的相关性。

Modeling Synchrotron Self-Compton and Klein-Nishina Effects in Gamma-Ray Burst Afterglows

We present a self-consistent way of modeling synchrotron self-Compton (SSC) effects in gamma-ray burst afterglows, with and without approximated Klein-Nishina suppressed scattering. We provide an analytic approximation of our results, so that it can be incorporated into the afterglow modeling code \texttt{boxfit}, which is currently based on pure synchrotron emission. We discuss the changes in spectral shape and evolution due to SSC effects, and comment on how these changes affect physical parameters derived from broadband modeling. We show that SSC effects can have a profound impact on the sh…

GRBs和Blazars中同步辐射与同步自康普顿辐射之间的普适能量关系

A Universal Energy Relation between synchrotron and Synchrotron Self-Compton radiation in GRBs and Blazars

本文通过单区轻子模型拟合多波段能谱，发现blazars与GRBs的同步辐射与SSC光度紧密相关，揭示两者共享相似辐射机制，为VHE GRBs研究提供新见解。

Synchrotron-Self-Compton radiation from magnetically-dominated turbulent plasmas in relativistic jets

Relativistic jets launched by rotating black holes are powerful emitters of non-thermal radiation. Extraction of the rotational energy via electromagnetic stresses produces magnetically-dominated jets, which may become turbulent. Studies of magnetically-dominated plasma turbulence from first principles show that most of the accelerated particles have small pitch angles, i.e. the particle velocity is nearly aligned with the local magnetic field. We examine synchrotron-self-Compton radiation from anisotropic particles in the fast cooling regime. The small pitch angles reduce the synchrotron cool…

同步辐射和同步辐射自康普顿光变曲线中的伽马射线暴瞬发辐射变化

Gamma Ray Burst Prompt Emission Variability in Synchrotron and Synchrotron Self-Compton Lightcurves

伽马射线暴的瞬发辐射被认为起源于在高度相对论外流中加速的电子。由中央引擎喷射出的壳层之间的碰撞引起的“内部冲击”是电子加速的主要候选者。虽然同步辐射通常被用来解释内激波模型中的瞬发γ射线发射，同步辐射自康普顿（SSC）也被认为是辐射机制的一个可能的候选者。在这种情况下，人们会期望在低能量下的同步辐射分量，裸眼GRB 080319 B被认为是这样的例子。鉴于GRB 080319 B的γ光变曲线比光学GRB的γ光变曲线变化更大，本文研究了同步辐射和SSC分量之间的相对变化。我们开发了一个“自上而下”的形式主义，通过使用观测量来推断物理参数，并随后研究的同步辐射和SSC组成部分的伽玛暴的时间结构。我们补充的形式主义与“自下而上”的方法，其中同步加速器和SSC光变曲线计算通过蒙特卡罗模拟的内部冲击模型。这两种方法都得出同样的结论。同步光变曲线的微小变化在SSC光变曲线中只能适度放大。因此，SSC模型不能充分解释GRB 080319 B的伽马射线发射特性。

蟹状星云和其它脉冲星的同步自康普顿辐射

Synchrotron Self-Compton Emission from the Crab and Other Pulsars

本文给出了一颗旋转脉冲星同步自康普顿辐射的模拟结果。辐射粒子被假定为加速的初级电子和在极冠附近级联产生的电子-正电子对的光谱。它们使用3D无力磁场几何形状在槽隙中遵循轨迹，通过无线电光子的共振回旋吸收获得俯仰角，在高海拔处辐射和散射同步辐射，并超出光柱。在散射中模拟了同步辐射光子密度的全角度依赖性，所有过程都在惯性观测者坐标系中处理。用这个模型模拟了蟹状星云和船帆座星云以及两颗高能毫秒级双星B1821-24和B1937+21的光谱。蟹状星云脉冲星辐射的模拟可以再现观测到的光学到硬X射线辐射的通量水平和形状，假设一对多重数为$M_+ = 3 \times 10^5$，以及由MAGIC和VERITAS探测到的50 GeV以上的极高能量辐射，同步加速器和SSC分量都反映了对光谱的形状。船帆座B1821 $-$ 24和B1937+21的模拟结果，从$M_+$到$10^5$，都没有产生能被现有望远镜探测到的SSC对发射，这表明只有类蟹状星云才产生显著的SSC成分。这对同步辐射与观测到的毫秒双星的X射线光谱相匹配，预测的1 - 10 MeV的峰值可以用计划中的康普顿望远镜探测到。

黑洞X射线双星中光学/X射线关联的同步辐射自康普顿-圆盘后处理模型

A synchrotron self-Compton -- disk reprocessing model for optical/X-ray correlation in black hole X-ray binaries

通过高时间分辨率的光学/X射线同步观测，对X射线双星发射机制的物理图象提出了质疑。在三个黑洞双星中观测到的两个能带的光变曲线似乎是相连的，互相关联函数呈现复杂的形状。它们显示了在X射线峰值之前几秒钟的光发射下降和在X射线峰值之后的光学耀斑。这种行为不能用标准光发射候选者（例如，来自冷的吸积盘或喷流的发射）。我们提出了一个新的模型，它解释了宽频带的X射线光谱和可变性的性质。我们认为光辐射由两部分组成：来自热吸积流中非热电子的同步辐射和X射线在吸积盘外部再加工产生的辐射。第一个分量与X射线是反相关的，而第二个分量是相关的，但相对于X射线是延迟和模糊的。这些成分的相互作用解释了交叉关联函数的复杂形状、光功率谱密度的特征以及时间滞后。

自吸收同步辐射的康普顿散射

Compton Scattering of Self-Absorbed Synchrotron Emission

同步辐射自康普顿（SSC）散射是伽马射线暴（GRB）和活动星系核（AGN）等许多天体源的重要辐射机制。本文给出了同步辐射中强、弱自吸收康普顿散射的解析近似。研究了特征同步辐射光谱突变（$ν_{\rm a}$、$ν_{\rm m}$和$ν_{\rm c}$）的所有可能的阶数。在弱自吸收区，即，在$ν_{\rm a} < ν_c$中，电子能量分布不被自吸收过程改变。SSC分量的形状大致类似于同步加速器的形状，但具有以下特征：SSC通量随频率线性增加，直到对应于自吸收频率$ν_{\rm a}$的SSC断裂频率;并且在SSC光谱的高频范围内存在对数项使得其比幂律近似更难。在强吸收区，即$ν_{\rm a} > ν_{\rm c}$中，由于同步辐射吸收，低能电子的加热导致电子堆积，并形成除了破坏幂律分量之外的热分量。这导致同步加速器和SSC光谱分量的双分量（热+非热）光谱。对于$ν_{\rm c} < ν_{\rm a} < ν_{\rm m}$，如果为$ν_a > \sqrt{ν_m ν_c}$（$ν_a < \sqrt{ν_m ν_c}$），则光谱为热（非热）主导。与弱吸收区类似，SSC光谱分量比简单的破缺幂律近似更宽。我们导出了强吸收（电子堆积）的临界条件，并讨论了风介质中伽玛暴反向冲击辐射的情况，这调用了$ν_{\rm a} > {\rm max} (ν_{\rm m}, ν_{\r…

Synchrotron self-Compton emission from external shocks as the origin of the sub-TeV emission in GRB 180720B and GRB 190114C

Recently, very high-energy photons above 100 GeV were reported to be detected from GRB~190114C and GRB~180720B at, respectively, 100-1000 s and 10 hours after the burst. We model the available broad-band data of both GRBs with the synchrotron plus synchrotron self-Compton (SSC) emission of the afterglow shocks. We find that the sub-TeV emission of GRB~180720B can be interpreted as the SSC emission from afterglow shocks expanding in a constant density circum-burst medium. The SSC emission of GRB~190114C dominates over the synchrotron component from GeV energies at $\sim100$ s, which can explain…

Modelling synchrotron and synchrotron self-Compton emission of gamma-ray burst afterglows from radio to very-high energies

Synchrotron radiation from a decelerating blastwave is a widely accepted model of radio to X-ray afterglow emission from gamma-ray bursts (GRBs). GeV gamma-ray emission detected by the Fermi Large Area Telescope (LAT) and the duration of which extends beyond the prompt gamma-ray emission phase, is also compatible with broad features of afterglow emission. We revisit the synchrotron self-Compton (SSC) emission model from a decelerating blastwave to fit multiwavelength data from three bright GRBs, namely GRB~190114C, GRB~130427A and GRB~090510. We constrain the afterglow model parameters using t…

观测者伽马射线暴余辉谱的时间演化：GeV -- TeV同步辐射自康普顿光变曲线

Temporal Evolution of the Gamma-ray Burst Afterglow Spectrum for an Observer: GeV--TeV Synchrotron Self-Compton Light Curve

采用单区含时程序对伽马射线暴（GRB）余辉辐射进行了数值模拟。一致地计算了减速冲击壳层的时间演化以及电子和光子的能量分布。考虑到相对论传播的冲击壳和发射表面的曲率的光子光谱和光变曲线的观察者获得。我们发现，余辉的开始时间是显着早于以前的分析估计。辐射情况下的激波传播和光变曲线的解析公式也与我们的结果不同。我们的结果表明，即使发射机制是从同步辐射切换到同步辐射自康普顿，γ射线光变曲线可以是一个光滑的幂律，这与观测到的光变曲线和在GRB 130427 A中的32 GeV光子的后期检测一致。讨论了由解析公式得到的模型参数的不确定性，特别是与谱指数和衰变指数之间的闭合关系有关。

Relativistic Turbulence with Strong Synchrotron and Synchrotron-Self-Compton Cooling

Many relativistic plasma environments in high-energy astrophysics, including pulsar wind nebulae, hot accretion flows onto black holes, relativistic jets in active galactic nuclei and gamma-ray bursts, and giant radio lobes, are naturally turbulent. The plasma in these environments is often so hot that synchrotron and inverse-Compton (IC) radiative cooling becomes important. In this paper we investigate the general thermodynamic and radiative properties (and hence the observational appearance) of an optically thin relativistically hot plasma stirred by driven magnetohydrodynamic (MHD) turbulen…

Particle acceleration and synchrotron self-Compton emission in blazar jets I : an application to the quiescent emission

There are still some important unanswered questions about the detailed particle acceleration and escape occurring during the quiescent epoches. As a result, the particle distribution that is adopted in the blazar quiescent spectral model have numerous unconstrained shapes. To help remedy this problem, we introduce a analytical particle transport model to reproduce quiescent broadband spectral energy distribution of blazar. In this model, the exact electron distribution is solved from a generalized transport equation that contains the terms describing first-order and secondary-order \emph{Fermi…

高相对论性喷流的同步自康普顿过程的Gamma-ray极化

Gamma-ray polarization of synchrotron-self-Compton process from a highly relativistic jet

在某些伽马射线暴（GRB）的瞬发相观测到的高极化现象引起了人们对其发射机制的广泛研究。本文研究了高相对论性相对论性喷流的同步自康普顿（SSC）过程的偏振特性。从中央发动机喷出的以磁为主的、载有重子的喷流具有很大的洛伦兹因子。速度略有不同的壳层相互碰撞并产生冲击。冲击使电子加速到幂律分布，同时放大了磁场。电子在磁场中运动并产生同步加速光子。同步加速器光子遭受康普顿散射（CS）过程，然后被稍微离轴的观察者检测到。本文从理论上推导了在激波面内磁场和垂直于激波面磁场两种磁场配置下SSC过程中光子偏振的解析公式。我们发现，由SSC过程中诱导的光子可以高度偏振，与最大偏振$Π\sim 24\%$在能带$[0.5,5]$ MeV。偏振取决于视角，峰值在垂直于磁场的平面内。在$[0.05,0.5]$ MeV的能带中，大多数$γ$射线偏振计都是活跃的，偏振大约是汤姆逊极限的两倍，达到$Π\sim 20\%$。这意味着Klein-Nishina效应在文献中经常被忽视，应该仔细考虑。

Implications on Spatial Models of Interstellar Gamma-Ray Inverse-Compton Emission from Synchrotron Emission Studies in Radio and Microwaves

Cosmic rays interacting with gas and photon fields in the Galaxy produce interstellar gamma-ray emission (IGE), which accounts for almost 50% of the photons detected at gamma-ray energies. Models of this IGE have to be very accurate for interpreting the high-quality observations by present gamma-ray telescopes, such as Fermi Large Area Telescope (LAT). Standard models of IGE, used as reference models for analyses of the Fermi LAT data, show spatial discrepancies with respect to the data, underlining the necessity of more realistic models. The same CR electrons that produce the inverse-Compton …

随机加速下相对论电子的同步辐射自康普顿辐射：对Mrk 421和Mrk 501的应用

Synchrotron Self-Compton Emission by Relativistic Electrons under Stochastic Acceleration: Application to Mrk 421 and Mrk 501

我们研究的适用性的随机电子加速到两个高同步辐射峰值耀变体，Mrk 421和Mrk 501，假设同步辐射自康普顿发射的伽马射线。我们的模型考虑了一个以相对论速度移动的发射区域，在这个区域中，非热电子被加速，并与它们发射的光子一起达到稳态能谱。数值求解了电子和光子的动力学方程，给出了磁流体动力学（MHD）扰动的驻波数谱，这是负责电子加速和逃逸。我们的简单公式似乎再现了两个良好采样的，长期平均的光子光谱。为了将模型拟合到从无线电到X射线波段的发射分量，我们需要比柯尔莫哥洛夫谱更陡的波谱指数和有效的粒子逃逸。虽然该模型提供了一个自然的解释的高能量截止的电子能量分布，导出的物理参数提出了一个问题的能量预算，如果与Alfv{é}n速度的MHD波被假定为加速剂。

耀变体喷流的同步加速器和逆康普顿辐射- III。康普顿主导耀变体

Synchrotron and inverse-Compton emission from blazar jets - III. Compton-dominant blazars

本文发展了Potter & Cotter的扩展喷流模型，模拟了六个康普顿占优的耀变体的同时多波长光谱。我们包括一个加速抛物线基地过渡到一个缓慢减速的锥形射流与几何设置的观测M87和模拟和理论相一致。我们研究了几种喷流模型，发现射电频谱中的光学厚到薄的同步辐射突变要求喷流首先在沿喷流的大距离处（10^5史瓦西半径）达到均分，这与在M87喷流中观察到的从抛物线到圆锥的转变相一致。我们证实了这一结果分析和计算所考虑的模型的预期频率核心移位关系。我们发现，抛物线射流过渡到弹道锥形射流，开始在均分，并成为更多的粒子占主导地位，在更大的距离，适合的多波长数据的六个耀变体，而绝热均分锥形部分需要非常大的体积洛伦兹因子再现康普顿优势的耀变体。我们发现，所有这些blazar需要高功率，高体积洛伦兹因子喷流观察到的视线接近，我们期望从blazar序列和一致的结果从纸II。在我们的拟合中的逆康普顿发射是由于逆康普顿散射的高红移CMB光子在沿喷流的大距离，由于高体积洛伦兹因子的喷流。我们假设一个新的解释blazar序列的基础上的半径的过渡区的射流（在那里的射流是最明亮的同步辐射）缩放线性与黑洞质量。

Analytic Modeling of Synchrotron-Self-Compton Spectra: Application to GRB 190114C

Observations of TeV emission from early gamma-ray burst (GRB) afterglows revealed the long sought for inverse Compton (IC) upscattering of the lower energy synchrotron. However, it turned out that the long hoped for ability to easily interpret the synchrotron-self-Compton (SSC) spectra didn't materialize. The TeV emission is in the Klein-Nishina (KN) regime and the simple Thomson regime SSC spectrum is modified, complicating the scene. We describe here a methodology to obtain an analytic approximation to an observed spectrum and infer the conditions at the emitting region. The methodology is g…

高能天体物理中的辐射过程

Radiative Processes in High Energy Astrophysics

内容包括：一些基本定义;韧致辐射与黑体光束;同步辐射与吸收;康普顿散射;同步辐射自康普顿;对;活动星系核。

3C 279中gamma-ray耀斑的多重同步辐射自康普顿模拟

Multiple synchrotron self-Compton modeling of gamma-ray flares in 3C 279

在耀变体中经常观察到的光-射电爆发和伽马射线耀斑之间的相关性表明，高能发射区应该与射电结同空间，距离中央引擎几个秒差距。这将阻止来自吸积盘和宽线区域的种子光子的康普顿散射在高能量下的重要贡献，宽线区域通常用于模拟低频峰值耀变体的光谱能量分布。虽然纯同步加速器自康普顿模型到目前为止还无法解释像3C 279这样的平谱射电类星体观测到的伽马射线发射，但包含多重逆康普顿散射效应可能会解决这个明显的悖论。在这里，我们提出了第一次的物理，自洽SSC建模的一系列冲击波的射流的3C 279。结果表明，在Klein-Nishina极限下，多重逆康普顿散射的高能辐射的解析描述可以很好地解释3C 279在耀斑态下观测到的γ射线谱。

GRB 130907 A余辉中55 GeV光子的逆康普顿原点

An inverse Compton origin for the 55 GeV photon in the late afterglow of GRB 130907A

在瞬发伽马射线暴（GRB）之后发生的高能伽玛射线（>100 MeV）的扩展辐射通常被解释为余辉同步辐射。在这里，我们报告的分析费米大面积望远镜观测GRB 130907A。一个55 GeV的光子兼容的位置的爆发被发现在约5小时后的提示阶段。这个光子与GRB 130907 A相关联的概率高于99.96%。该光子的能量超过了此时的最大同步加速器光子能量，因此它的出现挑战了作为扩展的高能量>10 GeV发射的起源的同步加速器机制。宽带光谱能量分布的建模表明，这种高能量的光子可以产生的同步自康普顿发射的余辉。

A semi-analytic afterglow with thermal electrons and synchrotron self-Compton emission

We extend previous work on gamma-ray burst (GRB) afterglows involving hot thermal electrons at the base of a shock-accelerated tail. Using a physically-motivated electron distribution based on first-principles simulations, we compute broadband emission from radio to TeV gamma-rays. For the first time, we present the effects of a thermal distribution of electrons on synchrotron self-Compton (SSC) emission. The presence of thermal electrons causes temporal and spectral structure across the entire observable afterglow, which is substantively different from models that assume a pure power-law dist…

Cen A的VHE gamma-ray同步辐射自康普顿模型

A synchrotron self-Compton model for the VHE gamma-ray emission from Cen A

H.E.S.S.实验已经报道了从著名的射电星系Cen A中探测到非常高能量（VHE：E>100 GeV）的伽马射线发射。根据这一发现，我们改进了以前的多斑点同步自康普顿（SSC）模型应用于多波长发射从这个源使用新的H.E.S.S.数据Lenain等人的论文中提出的对Cen A的VHE γ射线发射水平的预测与最近的数据非常吻合。进一步的VHE观测Cen A可能会发现变异性，这将使我们的内部喷流模型更加舒适。下一代成像大气切伦科夫望远镜将有助于揭示在Cen A复杂结构中可能存在的VHE发射源。

Kinetic simulations of relativistic magnetic reconnection with synchrotron and inverse Compton cooling

First results are presented from kinetic numerical simulations of relativistic collisionless magnetic reconnection in pair plasma that include radiation reaction from both synchrotron and inverse Compton (IC) processes, motivated by non-thermal high-energy astrophysical sources, including in particular blazars. These simulations are initiated from a configuration known as 'ABC fields' that evolves due to coalescence instability and generates thin current layers in its linear phase. Global radiative efficiencies, instability growth rates, time-dependent radiation spectra, lightcurves, variabili…

在GRB余辉中形成的电子对的同步加速器和逆康普顿辐射（分析处理）

Synchrotron and inverse-Compton emissions from pairs formed in GRB afterglows (analytical treatment)

我们计算了伽玛暴余辉中高能光子（100 MeV以上）形成的电子对的同步辐射和逆康普顿辐射，假设光子谱C_nu ~ nu^{-2}，只考虑初级高能光子产生的电子对。这些对的基本性质（数量、最小能量、冷却能、能量分布）和它们的发射（峰值通量、光谱突变、光谱斜率）由观测量GeV注量Phi（t）= Ft和光谱以及洛伦兹因子Gamma和高能光子源的磁场B（在时间t上）确定。对于给定的B，计算了光学和X射线赝光变曲线F_nu（Gamma）;通过将高能光子源的动力学Gamma（t）设置为减速的相对论激波的动力学Gamma（t），计算了适当的同步自康普顿光变曲线。据发现，从对的发射可以容纳的通量和衰变的即时（GRB）阶段期间测量的光学闪光和延迟（余辉）阶段期间观察到的快速衰减的X射线平台。在100 < Gamma < 500的情况下，得到了最亮的对光辐射，并且主要取决于GeV的注量，与源的红移无关。在伽玛射线暴阶段形成的电子对的辐射提供了一种对反向冲击光闪的替代解释。这两个模型可以区分基于其相应的通量衰减指数-光谱斜率关系，不同的相关性与LAT通量，或通过建模的余辉多波长数据。

The Feasibility of Magnetic Reconnection Powered Blazar Flares from Synchrotron Self-Compton Emission

Order of magnitude variability has been observed in the blazar sub-class of Active Galactic Nuclei on minute timescales. These high-energy flares are often difficult to explain with shock acceleration models due to the small size of the inferred emitting region, with recent particle-in-cell (PIC) simulations showing that magnetic reconnection is a promising alternative mechanism. Here, we present a macroscopic emission model physically motivated by PIC simulations, where the energy for particle acceleration originates from the reconnecting magnetic field. We track the radial growth and relativ…

同步辐射与康普顿过程复合体中的GRB谱

GRB Spectra in the complex of synchrotron and Compton processes

在稳态条件下，通过求解连续性方程，研究了同步辐射和康普顿过程复合辐射下的电子能谱。在快冷和慢冷两个阶段，GRB谱都是破幂律的。在此基础上，给出了四个不同相态的能带函数的谱指数。在复辐射框架下，对物理参数的详细研究表明，逆激波光球模型和强耦合正激波模型都能回答$α\sim -1$问题。讨论了GRB 080916 C中可能存在的临界到快速冷却的相变。研究了GRB 100724B、GRB 100826A和GRB 130606B在不同脉冲下的时间分辨谱。我们发现在几乎所有的脉冲中，通量与峰值能量成正比。根据光谱折射率的旋转确定不同脉冲的相位。我们发现GRB 100826 A的谱指数与峰值能量之间存在很强的相关性，这可以用快速冷却阶段的康普顿效应来解释。然而，复杂的情况下，预测一个陡峭的指数注入电子，这挑战了伽玛暴的加速机制。

低能峰值BL Lac天体S5 0716+714的同步辐射和逆康普顿辐射的演化

Evolution of the synchrotron and inverse Compton emissions of the low energy peaked BL Lac object S5 0716+714

本文详细分析了低能量峰值BL Lac天体S5 0716+714的时间和光谱变化，并在2007年9月24日至25日由XMM-牛顿进行了长X射线观测。源经历以小时为时间尺度的周期性耀斑。软X射线的变化，高达~4倍，比硬X射线的变化强得多。随着能量的增加，软X射线中的变化幅度增加，但在硬X射线中减小。然而，硬X射线的变化幅度实际上很大。这是我们第一次检测到软X射线和硬X射线变化之间约1000 s的软滞后。随着能量差的增大，软滞后可能变得更大。整个X射线光谱表现出一个软时亮的趋势，而软X射线光谱似乎显示出一个硬时亮的趋势。源的凹X射线谱可以解释为同步辐射的高能尾（在软X射线中占主导地位）和逆康普顿（IC）辐射的低能端（在硬X射线中贡献更多）的总和。同步辐射谱是陡的（Γ~2.6），而IC谱是平坦的（Γ~1.2）。同步辐射光谱似乎硬化与较大的同步辐射通量，而IC光谱似乎软化与较大的IC通量。当光源变亮时，同步辐射通量增加，而离子注入通量减小。同步加速器尾部具有较大的通量变化，但较小的光谱变化比IC组件。当光源变亮时，两个分量的交叉能量和谱能量分布的波谷能量增加。X射线光谱的变化表明，同步辐射和IC SED峰的S5 0716+714移动到更高的能量时，它变亮。

从超新星遗迹的流体动力学模拟计算同步辐射和逆康普顿辐射的方法

A method for computing synchrotron and inverse-Compton emission from hydrodynamic simulations of supernova remnants

超新星遗迹（SNRs）的观测特征是非常复杂的，在其几何形状和光谱特性方面，主要是由非热同步辐射和逆康普顿散射。提出了一种基于三维流体动力学模拟的宽带信噪比后处理方法。从流体动力学的数据，我们估计的非热电子的分布加速在冲击波，并遵循随后的演变，因为它们失去或获得能量的绝热膨胀或压缩和辐射发射能量。作为第一个测试案例，我们使用一个双极超新星膨胀到多云介质的模拟。我们发现，我们的方法定性地再现了典型信噪比的主要观测特征，并产生与观测结果一致的通量。从而允许在更多扩展的模型组中进一步使用。

康普顿优势和Blazar序列

Compton Dominance and the Blazar Sequence

“耀变体”是否存在，或者它是选择效应的结果，因为很难测量具有高同步辐射峰值频率（\gtrsim 10^{15} Hz）和光度（\gtrsim 10^{46} erg s^{-1}）的耀变体的红移？我们探索这个问题与样本的耀变体从第二目录的活动星系核（AGN）从费米大面积望远镜（LAT）。康普顿优势，即康普顿峰值与同步加速器峰值亮度之比，本质上是一个与红移无关的量，因此对回答这个问题至关重要。我们发现，在样品中的所有耀变体，包括未知的红移的康普顿优势和同步分量的峰值频率之间存在相关性。然后，我们构建了一个简单的模型来解释我们的样本中的耀变体，其中源之间的差异是由于只有耀变体喷流发射区域的磁场，外部辐射场的能量密度，和喷流角度的视线，与磁场强度和外部能量密度相关。该模型可以再现样品中耀变体的变化趋势，并预测未来可能发现具有高同步辐射峰值频率和高亮度的耀变体。与此同时，简单的模型再现了缺乏高同步辐射峰值的耀变体与高康普顿优势（\gtrsim 1）。

Discriminating and Constraining the Synchrotron and Inverse Compton Radiations from Primordial Black Hole and Dark Matter at the Galactic Centre Region

The evaporations of Primordial Black Holes (PBH) (via Hawking radiation) can produce electrons/positrons ($e^-/e^+$) in the Galactic Centre (GC) region which under the influence of the magnetic field of Centre region can emit synchrotron radiation. These $e^-/e^+$ can also induce Inverse Compton radiation due to the scattering with ambient photons. In this work three different PBH mass distributions namely, monochromatic, power law and lognormal distributions are considered to calculate such radiation fluxes. On the other hand, annihilation or decay of dark matter in the Galactic Centre region…

瞬时余辉物理特征与宽带光谱证据支持同步自康普顿辐射作为 TeV GRB 190114C 中 VHE 产生的成因

Immediate Afterglow Physical Characteristics and Broadband Spectra Evidence Synchrotron self-Compton Emission as the Reason for VHE Production in TeV GRB 190114C

本文通过分析GRB 190114C的瞬时余辉宽带光谱，计算了辐射区物理特征并在前向激波模型下进行光变与光谱拟合，发现能谱双峰结构由同步辐射和逆康普顿成分组成，证实同步自康普顿辐射是产生甚高能光子的机制。

通过双区域同步自康普顿辐射形成 GRB 余辉的硬 VHE 能谱

The formation of hard VHE spectra from GRB afterglow via Two-Zone Synchrotron Self-Compton Emission

针对 GRB 190819A 余辉的 VHE 能谱与单区同步自康普顿模型预测不符的问题，提出双区域模型，通过强弱磁场区域间的光子冷却机制形成硬电子分布，成功解释了 X 射线和 VHE 观测数据。

超新星遗迹同步辐射和逆康普顿gamma-ray像的一些性质

Some properties of synchrotron radio and inverse-Compton gamma-ray images of supernova remnants

分析了均匀星际介质和星际磁场中超新星遗迹的同步辐射图，考虑了注入效率对激波质量的不同“敏感性”。还合成了逆康普顿过程的甚高能γ射线图。在这些不同的波长波段的图像的属性进行了比较，特别强调在双边SNR的明亮的肢体的位置。最近的高血压SN 1006的观测表明，无线电和IC伽马射线分支重合，并且我们发现，如果：i）注入是各向同性的，但是电子的最大能量的变化相当快，以补偿磁场的差异; ii）注入（准平行的或准垂直的）的磁性依赖性，并且电子的最大能量足够强，以支配磁场变化，则可能发生这种情况。在后一种情况下，注入的结晶度依赖性和最大能量不应相反。我们认为，肢体的位置本身，甚至它们在无线电，X射线和伽马射线中的巧合，正如H.E.S.S.在SN 1006中，不能确定电子注入效率、ISMF的压缩/放大和电子最大能量对双折射角的依赖性。

耀变体的逆康普顿辐射特征

Signature of Inverse Compton emission from blazars

Blazar根据其同步辐射峰的位置分为高能、中能和低能峰源。这是在红外/光学紫外波段低和中等峰值耀变体。从同步辐射到逆康普顿辐射的转变落在这种源的X射线波段。本文给出了XMMNewton观测到的14个中低能量峰值耀变体的光谱和时间分析。X射线光谱的参数拟合有助于约束从同步加速器的高能端到逆康普顿发射的低能端的跃迁的可能位置。在我们的样品中的七个来源，我们推断这样的过渡和约束的范围内的突破能量0.6 - 10千电子伏。Lomb-Scargle周期图用于估计功率谱密度（PSD）形状。在大多数的光变曲线中，它被幂律很好地描述，与活动星系核的一般预期相比，指数更平坦，范围在0.01和1.12之间，可能是由于观测持续时间短导致缺乏长期趋势。一个玩具模型，包括同步辐射自康普顿（SSC）和外部康普顿（EC;磁盘，宽线区，环面）机制被用来估计磁场强度6 0.03 - 0.88 G的源显示的能量突破，并推断一个突出的EC贡献。变率的时间尺度比同步加速器冷却短意味着在这些来源中推断的PSD斜率更陡。

伽马射线暴高能余辉发射的Klein-Nishina效应

Klein-Nishina effects on the high-energy afterglow emission of gamma-ray bursts

费米大天区望远镜（LAT）最近在多个伽马射线暴（GRB）中探测到了持续时间远大于亚MeV瞬发的高能（> 100 MeV）伽玛射线扩展辐射。一种可能的情况是，这种发射是由在前向冲击中加速的电子产生的余辉同步辐射。在这种情况下，产生同步高能辐射的电子也会经历逆康普顿（IC）损耗，并且与同步光子的IC散射应该处于克莱因-西名状态。本文研究了克莱因-西名散射对高能同步辐射余辉辐射的影响。我们发现，在早期的Klein-Nishina抑制效应对那些产生高能量发射的电子通常是强的，因此它们的逆康普顿损失是小的，康普顿参数Y <几个参数空间的范围很宽。这导致了一个相对明亮的同步辐射余辉在高能量，可以检测到费米LAT。当Klein-Nishina抑制效应随时间减弱时，逆康普顿损失增加，并且在某些参数空间中可能超过同步辐射损失。这将导致高能同步辐射的时间衰减比标准同步辐射模型预测的更快，这可以解释在GRB 090510和GRB 090902 B中观察到的早期高能伽马射线辐射的快速衰减。

GeV-TeV探测到的BL Lac天体的单区同步自康普顿模型的参数空间约束

Constraining the parameter space of the one-zone synchrotron-self-Compton model for GeV-TeV detected BL Lac objects

单区同步辐射自康普顿（SSC）模型的目的是描述BL Lac天体的光谱能量分布（SED），通过同步辐射由单个均匀发射区域中的电子和正电子的非热群体，部分上散射到伽马射线的粒子本身。该模型通常被认为是退化的，因为自由参数的数量大于可观测量的数量。因此，通常通过为SSC模型参数选择一组值来对SED进行建模，这些值提供了对数据的良好描述，而无需研究整个参数空间。我们在这里提出了一个新的数值算法，使我们能够找到完整的解决方案，使用来自GeV和TeV的能量带的检测信息。该算法由三个独立的步骤组成：我们首先准备一个模拟SED网格，并从每个SED中提取可观测值;然后将每个可观测值作为SSC参数的函数进行参数化;最后针对给定的一组可观测值求解系统。我们迭代求解系统，以考虑可观测值的不确定性，产生一系列的解决方案。我们提出了我们的算法的第一个应用程序的典型的高频峰值BL紫胶对象1 RXS J101015.9-311909，提供SSC参数的约束，并讨论了我们的理解的耀变体发射区的结果。

伽马射线暴TeV余辉的同步辐射自康普顿模型

Synchrotron Self-Compton Model of TeV Afterglows in Gamma-Ray Bursts

本文提出了一种半分析性框架，用于研究伽马射线暴TeV余辉的同步辐射自康普顿模型，通过考虑绝热冷却、膨胀、光子逃逸和克莱因-尼希纳效应，得出冲击波动能和外部介质密度分布的参数。

辐射-绝热火球情景下的同步自康普顿效应：对部分Fermi/LAT暴的多波段观测建模

Synchrotron self-Compton in a radiative-adiabatic fireball scenario: Modelling the multiwavelength observations in some Fermi/LAT bursts

本研究针对标准GRB余辉模型无法解释部分高能光子的问题，提出考虑不同电子能谱的辐射-绝热SSC解析模型，通过9个Fermi/LAT暴样本多波段观测建模约束相关物理参数。

Synchrotron Self-Compton Afterglow Closure Relations and Fermi-LAT Detected Gamma-Ray Bursts

The Fermi Large Area Telescope (Fermi-LAT) Collaboration reported the Second Gamma-ray Burst Catalog (2FLGC), which comprises a subset of 29 bursts with photon energies above 10 GeV. Although the standard synchrotron forward-shock model has successfully explained the Gamma-ray burst (GRB) afterglow observations, energetic photons higher than 10 GeV from these transient events can hardly be described in this scenario. We present the closure relations (CRs) of synchrotron self-Compton (SSC) afterglow model in the adiabatic and radiative scenario and when the central engine injects continuous ene…

GRB120326A的同步自逆康普顿辐射

Synchrotron Self-inverse Compton Radiation From Reverse-shock on GRB120326A

本文介绍了在$z=1.798$上对一个典型的长持续时间GRB 120326 A的多波长观测，包括亚毫米波阵列（SMA）的快速观测，以及X射线和光学的综合监测。SMA观测提供了迄今为止在230 GHz的7个亚毫米余辉中最快的探测。使用Swift和Suzaku进行的快速光谱分析得出了$E^{\rm src}_{\rm peak}=107.8^{+15.3}_{-15.3}$ keV的光谱峰值能量和$E_{\rm iso}$的等效各向同性能量为$3.18^{+0.40}_{-0.32}\times 10^{52}$ erg。在光学上的时间演化和光谱特性与标准的前向激波-喷流准直同步加速器（$6^{\circ}.69\pm0^{\circ}.16$）一致。使用二维相对论流体动力学喷流模拟的前向冲击波建模还确定了合理的爆发爆炸和光学余辉的同步辐射参数。X射线光变曲线显示没有明显的射流破裂，X射线和光学之间的时间衰减指数关系（$α{\rm o}-α_{X}=-1.45\pm0.10$）表明X射线和光学中不同的辐射过程。从反向激波引入同步加速器自逆康普顿辐射是一种可能的解决方案，并且在亚毫米级的余辉的检测和缓慢衰减支持这是一个合理的想法。所观察到的时间演化和光谱特性以及前向激波模型参数，使确定合理的函数来描述余辉特性。由于一半的事件在X射线和光学方面与当前事件具有相似的特性，GRB 120326…

Testing one-zone synchrotron-self-Compton models with spectral energy distributions of Mrk 421

We test one-zone synchrotron self-Compton (SSC) models with high-quality multiwavelength spectral energy distribution (SED) data of Mrk 421. We use Markov chain Monte Carlo (MCMC) technique to fit twelve day-scale SEDs of Mrk 421 with one-zone SSC models. Three types of electron energy distribution (EED), a log-parabola (LP) EED, a power-law log-parabola (PLLP) EED and a broken power-law (BPL) EED, are assumed in fits. We find that the one-zone SSC model with the PLLP EED provides successful fits to all the twelve SEDs. However, the one-zone SSC model with the LP and BPL EEDs fail to provide a…

外激波中的外逆康普顿与质子同步辐射作为超亮伽马暴 GRB 221009A 甚高能伽马射线起源

External Inverse-Compton and Proton Synchrotron Emission from the Reverse Shock as the Origin of VHE Gamma-Rays from the Hyper-Bright GRB 221009A

本文提出外反向激波模型，以外逆康普顿和质子同步辐射解释 GRB 221009A 的 GeV-TeV 辐射，并预测 MeV 与 TeV 光子的反相关，可由 LHAASO 数据检验。