The interstellar medium in young supernova remnants: key to the production of cosmic X-rays and $γ$-rays
我们回顾了最近的进展，阐明高能辐射和星际介质（ISM）之间的关系，在年轻的超新星遗迹（SNRs）的年龄为$\sim$ 2000年，特别是集中在RX J1713.7 $-$ 3946和RCW 86。这两个SNR都发射出强烈的非热X射线和TeV的$γ$射线，它们包含了星际气体的聚集分布，其中包括原子和分子氢。我们发现，冲击云的相互作用提供了一个可行的解释之间的空间相关性的X射线和ISM。在这些相互作用中，超新星冲击波击中了典型的pc级致密核心，产生了高度湍流的速度场，将磁场放大到0.1-1 mG。这种放大会导致团簇周围的非热同步辐射增强，而宇宙射线电子不会穿透团簇。因此，非热X射线在pc尺度上表现出与ISM相似的空间分布，而在亚pc尺度上它们是负相关的。这些结果预示了强子$γ$射线可以从致密核中发射出来，导致了$γ$射线和ISM之间的空间对应。目前的pc尺度分辨率的$γ$射线观测是太低，解决这种对应关系。未来使用切伦科夫望远镜阵列进行的$γ$射线观测将能够解析亚pc尺度的$γ$射线分布，并为这些宇宙$γ$射线的起源提供线索。
2021-06-28 astro-ph.GA astro-ph.HE
Constraining the coherence scale of the interstellar magnetic field using TeV gamma-ray observations of supernova remnants
银河系的宇宙射线（CR）被认为是在超新星遗迹（SNR）的冲击加速。在强子的情况下，TeV的伽马射线发射从SNRs起源于衰变的π介子，产生于星际气体和CR的碰撞。使用CR-磁流体动力学模拟，我们表明，磁密度依赖的冲击加速是能够重现所观察到的TeV伽马射线形态的SNR，如船帆座小。和SN 1006单独通过改变磁性形态。这意味着伽马射线亮区是由准平行激波（即，当冲击波以与上游磁场成窄角度传播时），已知这能有效地加速CR质子，并且伽马射线暗区指向准垂直冲击波配置。模拟的伽马射线形态与观测结果的比较，使我们能够限制船帆座周围的磁相干尺度$λ_B$。以及SN 1006分别对应于$λ_B \simeq 13_{-4.3}^{+13}$ pc和$λ_B >200_{-10}^{+80}$ pc，其中SN 1006的环境磁场与大部分均匀一致。我们发现一致的纯强子和混合强子轻子模型，既再现多频谱从无线电TeV的伽马射线和匹配所观察到的伽马射线形态。最后，为了捕捉信噪比激波在云团星际介质中的传播，我们用数值模拟和解析方法研究了激波与稠密云团的相互作用。我们构建了一个解析的伽玛射线模型的核心崩溃SNR通过结构化星际介质传播，并表明伽玛射线光度只有30%的偏差为现实的参数。
2020-06-09 astro-ph.GA astro-ph.HE
Non-thermal X-rays and interstellar gas toward the γ-ray supernova remnant RX J1713.7-3946: Evidence for X-ray enhancement around CO and HI clumps
RX J1713.7-3946是最引人注目的甚高能γ射线超新星遗迹，它发射的同步辐射X射线没有热特征。为了更好地理解X射线与分子和原子气体之间的关系，我们对CO、HI和X射线进行了比较研究。结果表明，X射线增强周围的CO和HI团块的pc尺度上，但在0.1 pc尺度上的团块内减少。激波与分子和原子气体相互作用的磁流体动力学数值模拟表明，激波与团块之间的相互作用激发了湍流，从而放大了团块周围的磁场（Inoue等人，2012年）。我们认为，CO和HI团簇周围的放大磁场增强了同步加速器X射线，并可能加速宇宙射线电子。
2013-09-23 astro-ph.GA astro-ph.HE
The Local Bubble in the interstellar medium and the origin of the low energy cosmic rays
通过对宇宙射线能谱的分析，特别是AMS-02实验的精确数据，支持了局域泡在附近星际介质中的重要作用。这表明，低于约200 GV的刚性（动量/电荷比）的大部分宇宙射线来自局部泡中的超新星遗迹，这些超新星遗迹似乎发生在$10^6$年前，并促成了它的形成。在较高的刚性的贡献，从“本地源”，一个单一的超新星遗迹产生的一些$10^5$年前似乎占主导地位，至少1000 GV。
2016-10-22 astro-ph.GA astro-ph.HE
Study of the effect of turbulent interstellar mediums on young supernova remnant morphology
本文通过三维纯流体动力学模拟和Kolmogorov密度扰动，检验湍流ISM对年轻超新星遗迹结构的影响，发现其可解释爆炸波与接触间断面接近及第谷速度平台。
2022-12-24 astro-ph.GA astro-ph.HE
Size distribution of supernova remnants and the interstellar medium: the case of M33
超新星遗迹（SNRs）的大小分布可以帮助澄清其演化和与星际介质（ISM）相互作用的各个方面。由于观测到的SNR样本是在ISM的不同条件下演化的具有非常不同的年龄和起源的对象的集合，因此可以使用统计蒙特卡罗方法来模拟它们的统计分布。基于非常一般的假设的演变，我们模拟了样本的信噪比在不同的初始和环境条件下，然后与观察到的集合的信噪比进行比较。在SNR的演变中，考虑了ISM的压力，这决定了它们的最大尺寸和寿命。在比较模拟分布和观测分布时，具有不受选择效应影响的同质观测数据是非常重要的。我们发现，如果我们选择硬度比在有限值范围内的X射线SNR，则最近发表的M33中SNR的集合（Long等人，2010，ApJS，187，495）满足这一要求。对于$\sim\ 90%$的M33中ISM（含$n_{\rm H}\sim 0.2-0.5~ \rm {cm}^{-3}; T \sim 8000-10000~K $的部分电离气体）暖相的体积填充因子，SNR的这一子集的分布与建模SNR的子集的分布之间达到了极好的一致。用这种方法构造的统计分布实际上再现了观测到的信噪比的所有统计特性，使我们能够获得M33的一个重要参数：出生率是每$ {140} - {150}$年一个信噪比，激波马赫数为$M_{s} \geq 2$的信噪比的总数大于$\sim 1000$。
2013-11-20 astro-ph.GA astro-ph.HE
A Chandra Study of the Interstellar Metallicity in the Large Magellanic Cloud Using Supernova Remnants
本文报道了对大麦云（LMC）中O、Ne、Mg、Si和Fe元素的星际介质（ISM）丰度的测量结果。我们使用了钱德拉天文台的16个超新星遗迹（SNRs）的档案数据（0453--68.5，DEM L71，N23，0519--69.0，N49 B，N132 D，N49，N206，0534--69.9，DEM L238，N63 A，Honeycomb，N157 B，0540--69.3，DEM L316 B和0548--70.4）。我们的研究结果代表LMC丰度测量的基础上，现代钱德拉数据。我们对我们测量的元素丰度进行了严格的限制，发现丰度低于Hughes等人（1998）之前的测量值（除Si外，平均约为2倍），Hughes等人使用基于LMC中SNR的ASCA数据的较小样本的类似方法。我们讨论我们的钱德拉和以前的ASCA测量之间的差异的起源。我们还讨论了我们的结果与文献中的LMC丰度测量的比较。
2016-04-07 astro-ph.HE
Diffusion of Cosmic Rays in a Multiphase Interstellar Medium Swept-Up by a Supernova Remnant Blast Wave
超新星遗迹（SNRs）是最具能量的天体物理事件之一，被认为是银河系宇宙射线（CR）的主要来源。费米卫星最近的一份观测报告显示，信噪比的伽马射线谱中存在π介子衰变的特征。这提供了强有力的证据表明，高能质子在SNR中被加速。π介子衰变的实际γ射线辐射应取决于CR在星际介质中的扩散。为了定量分析从加速站点的高能量CR的扩散，我们已经进行了CR质子的测试粒子数值模拟使用三维磁流体动力学（MHD）模拟的星际介质被冲击波扫起。我们分析了在我们模拟的信噪比中几个pc量级的CRs的扩散，发现CRs的扩散精确地由Bohm扩散描述，这是有效加速所需的，至少对于实际的星际介质，能量超过30 TeV的粒子。虽然我们在模拟中发现了超扩散过程（传播距离与t^0.75成正比）的可能性，但在SNR中湍流的长度尺度上，它对CR扩散的影响是有限的。
2015-06-16 astro-ph.HE
On cosmic-ray production efficiency at supernova remnant shocks propagating into realistic diffuse interstellar medium
使用三维磁流体动力学模拟，我们表明，宇宙射线（CR）生产的效率在超新星遗迹（SNRs）是过度预测，如果它可以估计的基础上自行测量的H $α$丝结合激波跳跃条件。上游介质的密度波动使激波几乎处处呈波纹状和斜向分布。激波的动能转化为下游湍流的动能以及与垂直于激波表面的激波速度分量有关的热能。我们的综合观测表明，根据下游较低等离子体温度估算的CR加速效率被高估了10- 40%，因为波纹激波不会立即耗散所有上游动能。
2015-03-26 astro-ph.HE
Exploring the supernova remnant contribution to the first LHAASO source catalog via passively illuminated interstellar clouds
本研究通过物理驱动的粒子逃逸模型，探讨了超新星遗迹（SNRs）逃逸粒子与星际云相互作用产生超高能伽马射线的情景，发现被动照明的云可能对首个LHAASO目录中未识别源的伽马射线通量有贡献。
2024-10-17 astro-ph.HE
Using Interstellar Clouds to Search for Galactic PeVatrons: Gamma-ray Signatures from Supernova Remnants
星际云可以作为强子宇宙射线的目标材料;随后通过非弹性质子-质子碰撞产生的伽马射线，并与这种云在空间上相关联，可以提供有效粒子加速的关键指标。然而，即使在粒子加速进行到PeV能量的情况下，加速器和附近的靶材料的系统必须满足一组特定的条件，以产生可检测的伽马射线通量。在这项研究中，我们严格地验证了云和加速器的必要属性。通过使用现有的超新星遗迹（SNR）和星际云目录，我们产生了一个排名最有前途的目标系统的候选名单，那些可检测的伽马射线通量的预测，在粒子加速到PeV能量的情况下，在附近的SNR。我们讨论了未来的设施，包括CTA，LHAASO和SWGO的检测前景，并比较我们的预测与已知的伽马射线源。由该模型确定的四个最亮的预测通量>100 TeV的星际云位于（l，b）=（333.46，-0.31），（16.97，0.53），（110.43，1.89）和（336.73，-0.98）。这些云在一系列模型情景下一直很亮，包括扩散系数和粒子谱的变化。平均而言，可检测到的伽马射线通量更有可能用于更大质量的云; SNR和云之间的分离距离较低的系统;以及稍微旧的SNR。
2022-12-28 astro-ph.HE
Cosmic-ray-induced ionization in molecular clouds adjacent to supernova remnants
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核（>1 GeV）的通量就可以在粒子在SNR冲击中被加速的地方推断出来。理解伴随高能成分的较低能量（<1 GeV）的宇宙射线的加速是非常有意义的。这些较低能量的粒子在电离星际气体时最有效，这在星际离子化学中留下了可观察到的印记。高能γ辐射与增强的星际电离的相关性因此可以用来支持γ射线的强子起源，并约束电离宇宙射线在SNR中的加速。利用观测到的伽马射线数据，可以为E >1 GeV的初级宇宙射线质子谱建模，并将谱仔细外推到较低的能量，从而提供了一种计算分子云电离率的方法。
2012-09-06 astro-ph.GA astro-ph.HE
Absorption Line Observations of H$_3^+$ and CO in Sight Lines Toward the Vela and W28 Supernova Remnants
本研究通过观测船帆座与W28超新星遗迹视线方向上的H$_3^+$和CO吸收线，推断宇宙射线电离率为银河弥散云平均值的2-10倍，支持宇宙射线从加速区扩散并提升周围介质电离率的图景。
2023-03-23 astro-ph.GA astro-ph.HE
Interstellar Gas and X-rays toward the Young Supernova Remnant RCW 86; Pursuit of the Origin of the Thermal and Non-Thermal X-ray
我们已经分析了原子和分子气体使用21厘米HI和2.6/1.3毫米CO的排放对年轻的超新星遗迹（SNR）RCW 86，以确定星际介质与SNR的冲击波相互作用。我们已经发现了一个HI强度抑郁症之间的$-46$和$-28$公里秒$^{-1}$朝向SNR的速度范围内，这表明在星际介质的空腔。HI腔与热发射和非热发射X射线壳重合。热X射线与HI分布的边缘重合，这表明了一个强的密度梯度，而非热X射线被发现朝向密度较低的HI腔的内部。最显著的非热X射线出现在壳的西南部，那里的HI气体追踪着致密和寒冷的成分。我们还确定了一氧化碳云，这可能是相互作用的SNR冲击波在相同的速度范围内的HI，虽然CO云只分布在有限的一部分的SNR壳。最大的云位于壳的东南部，显示出与热X射线的详细对应。这些CO云显示出增强的CO $J$ = 2-1/1-0的强度比，表明激波前缘的加热/压缩。我们解释了激波-云相互作用增强了西南部的非热X射线，而热X射线是由密度为10-100 cm $^{-3}$的激波加热气体发射的。此外，我们可以清楚地看到CO云周围的HI包层，这表明其前身的风比核心坍缩SNR RX J1713.7 $-$ 3949的大质量前身的风弱。RCW 86的前身似乎是一个由一颗白矮星和一颗具有低速吸积风的低质量恒星组成的系统。
2017-04-27 astro-ph.GA astro-ph.HE
An Investigation of the Interstellar Environment of Supernova Remnant CTB 87
本文介绍了对超新星遗迹CTB 87的一种新的毫米波CO线观测，它被认为是一个纯粹的脉冲星风星云（PWN），并对周围的一个重合的超气泡进行了光学研究。CO观测表明，射电辐射所描绘的SNR被一个分子云（MC）复合体投射覆盖，其V $_{\rm {LSR}}$ = $-60$ to $-54$ km s $^{-1}$ .射电辐射和拖尾X射线PWN的对称轴都投影地出现在两个分子气体补丁之间的间隙，$-58$到$-57$ km s $^{-1}$。在射电辐射的东部和西南边缘发现了峰值在$-58$ km s $^{-1}$的$^{12}$ CO线的非对称宽剖面。这表示与SNR-MC相互作用一致的运动学特征。我们还发现，一个超级气泡，$\sim 37'$的半径，似乎包围SNR从HI 21厘米（V $_{\rm {LSR}} \sim -61$到$-68$公里秒$^{-1}$），WISE中红外和光学消光数据。我们建立了一个多波段光度恒星样本的超级气泡区域内的恒星，并找到82 OB恒星候选人。恒星分布中可能的峰值距离似乎与之前对CTB 87提出的距离一致。我们认为，弧形射电辐射主要是一部分冲击波传播到MC复合体，现在处于辐射阶段，而另一部分冲击波已扩展到低密度区的超级气泡的遗迹。这种情况自然解释了与喷出物和冲击波有关的X射线发射的缺乏。SNR-MC相互作用也有利于强子对CTB 87区γ射线辐射的贡…
2018-05-22 astro-ph.GA astro-ph.HE
Revealing the Spectral Properties of Galactic Interstellar Medium by Survey Observations
Xiangtan University（湘潭大学）；National Astronomical Observatories, Chinese Academy of Sciences（中国科学院国家天文台）；University of Wisconsin（威斯康星大学）
利用多频段射电偏振数据，研究银河星际介质的谱特性，发现盘状区域的谱斜率比经典Kolmogorov斜率更陡，而晕区域与Kolmogorov斜率一致，暗示晕中存在不同的湍流 cascade 过程。
2026-03-18 astro-ph.HE
The Hot and Energetic Universe: The astrophysics of supernova remnants and the interstellar medium
研究超新星遗迹和星际介质的热相和冷相对于理解恒星演化的最后阶段及其通过注入能量和重元素对星系演化的反馈至关重要。这些研究对于理解超新星的物理学、它们的宇宙学意义以及银河系宇宙射线的起源也至关重要。Athena+的独特功能将使我们能够探索新的参数空间。使用Athena+ X-IFU对年轻的残余物进行空间分辨高分辨率光谱分析，将能够从运动学、电离和成分方面对视线中喷射物质的各个包裹进行表征，从而获得爆炸的三维几何形状。雅典娜+还将允许研究超新星遗迹中的冲击物理和粒子加速，以及它们与环境的相互作用。雅典娜+ X-IFU还将描述在形成热星际介质的复杂结构中竞争的电离机制，可能会保留我们银河系和附近星系过去恒星形成活动的回声。这是第一次对致密冷介质的尘埃和气体进行研究，就像在银河系中心环境中一样。Athena+ X-IFU将以前所未有的灵敏度和能量分辨率观察Mg K和Si K边缘（ISM硅酸盐含量的主要示踪剂）以及Fe K边缘。这将使我们能够首次研究这些地区含铁粉尘的性质。
2013-06-10 astro-ph.HE
Energy Conservation in the thin layer approximation: I. The spherical classic case for supernovae remnants
应用于超新星遗迹膨胀的薄层近似假设，所有被扫过的物质都存在于一个薄壳中。因此，在薄层近似的运动规律发现使用动量守恒。在这里，我们介绍的能量守恒的薄层近似的框架。要分析的第一种情况是具有恒定密度的星际介质，第二种情况是相对于爆炸中心的7个密度递减的剖面。分析和数值计算结果适用于4超新星遗迹：第谷，Cas A，天鹅座圈，SN 1006。在星际介质密度不变的情况下，计算了由于辐射损失对运动定律的反作用。
2020-04-29 astro-ph.GA astro-ph.HE astro-ph.SR
The Interaction of a Supernova Remnant with background interstellar turbulence
本研究探讨超新星遗迹（SNR）与背景星际湍流的相互作用，通过磁流体动力学PLUTO代码模拟爆轰波演化并进行参数化研究，引入新型分析技术量化各向异性及湍流相关长度，初步对比SN 1006的钱德拉观测结果。
2025-02-11 astro-ph.HE
Interstellar anatomy of the TeV gamma-ray peak in the IC443 supernova remnant
超新星遗迹是星系星际介质上恒星的主要反馈源。在超新星爆炸的最后阶段，最初爆炸产生的冲击波改变了气体和尘埃的化学性质，向周围环境注入动能，并可能改变恒星形成的特征。同时，周围介质与宇宙射线之间的相互作用产生伽马射线发射。我们研究的恒星和星际内容的IC 443，一个进化的壳型SNR在1.9千秒差距的距离，估计年龄为30千年。我们的目标是测量扩展G区域内的气体质量，这对应于VERITAS和费米探测到的伽马射线发射峰值。我们用IRAM-30 m和APEX望远镜对12 CO和13 CO J=1-0、J=2-1和J=3-2纯转动线以及C_（18）O J=1-0和J=2-1进行了1 - 0 '× 1 - 0'的成图观测。我们首先比较了我们的数据与当地的热力学平衡（LTE）模型。我们估计的光学深度的每条线从同位素13 CO和C18 O的排放。我们使用布居图和大速度梯度（LVG）假设，使用12 CO和13 CO线测量气体的柱密度、质量和动力学温度。我们使用补充数据（恒星，气体和尘埃在多个波长）和红外点源目录搜索原恒星候选人。我们的研究结果强调了在量化宇宙射线与稠密的局部介质的相互作用时，与环状结构和云团相关的质量是如何不能被忽视的。此外，在该地区的许多可能的原恒星的存在可能是一个新的CR源，这也必须考虑到在该地区的伽玛射线观测的解释。
2020-11-23 astro-ph.GA astro-ph.HE astro-ph.SR
On the Spectrum of Electrons Accelerated in Supernova Remnants
利用非线性扩散激波加速的半解析模型，模拟了超新星遗迹加速的宇宙线电子谱。因为电子在SNR的放大磁场特性中经历同步加速器损耗，所以它们表现出比质子显著更陡的光谱。特别是，我们发现，电子和质子的光谱指数（幂律斜率）之间的差异范围从0.1到0.4。我们的发现必须考虑到银河系CR传输理论，该理论通常假设电子和质子以相同的斜率注入，特别是可能对观察到的“正电子过剩”有影响。"
2019-07-26 astro-ph.HE
AKARI and BLAST Observations of the Cassiopeia A Supernova Remnant and Surrounding Interstellar Medium
我们使用新的大面积远红外地图，范围从65 - 500微米获得的AKARI和运载大口径亚毫米望远镜（BLAST）的任务，以表征尘埃排放对仙后座A超新星遗迹（SNR）。利用AKARI的高分辨率数据，我们发现了一个新的“微温”尘埃颗粒人口的温度约为35 K，估计质量为0.06太阳质量。这一成分仅限于SNR的中心区域，可能代表未受冲击的超新星喷出物中新形成的尘埃。虽然我们测量的微温尘埃的质量本身不足以解释在高红移处观察到的尘埃，但它确实构成了一个额外的尘埃种群，有助于以前报道的尘埃。我们在65，90，140，250，350和500微米处拟合我们的地图，以获得分布在整个区域的“冷”尘埃（接近16 K）的柱密度和温度的地图。在分子发射中看到的与云相关的冷尘埃的大柱密度从周围的星际介质连续延伸到SNR上，在SNR上也可以通过光学，X射线和分子消光检测到云的前景成分。在这里可用的分辨率下，没有形态学特征可以将任何仅与SNR相关的冷尘埃从这种令人困惑的星际发射中分离出来。我们的拟合还恢复了先前在残骸中检测到的“热”尘埃，特征温度为100 K。
2010-05-11 astro-ph.HE
Shadows of our Former Companions: How the Single-Degenerate Binary Type Ia Supernova Scenario Affects Remnants
在这里，我们提出了三维高分辨率模拟的Ia型超新星的存在下，一个非简并的同伴。我们发现附近伴星的存在会在超新星喷出物中留下一个长寿命的空洞。特别是，我们的目标是研究这个洞的长期演变的超新星喷出物与周围的星际介质相互作用。利用对x射线发射的估计，我们发现伴星产生的黑洞在喷出物与星际介质相互作用后仍然存在了许多世纪。我们还表明，孔是可辨别的在很宽的视角和同伴群众。
2016-09-20 astro-ph.HE
Toward Understanding the Cosmic-ray Acceleration at Young Supernova Remnants Interacting with Interstellar Clouds: Possible Applications to RX J1713.7-3946
利用三维磁流体动力学模拟，我们研究了冲击波激波与星际云相互作用的一般性质。激波与云的相互作用通过涡量的产生产生湍流壳。在湍流壳层中，由于湍流发电机的作用，磁场被放大。在年轻超新星遗迹的情况下，相应的磁场强度约为1 mG。激波在云中的传播速度由于密度高而明显停滞，而激波在漫射环境中保持高速度。此外，当冲击波撞击云层时，产生反射冲击波，反射冲击波传播回受冲击的壳体。从模拟结果可以解释年轻的SNR RX J1713.7-3946与分子云相互作用的许多观测特征：反射激波可以加速湍流下游区域的粒子，该区域的磁场强度达到1 mG，从而导致同步辐射X射线的短时变率。由于激波速度在云中局部停滞，激波云中的温度被抑制在1 keV以下。因此，即使SNR与分子云相互作用，热X射线线发射也会很微弱。我们还发现宇宙射线质子产生的$π^0$衰变γ射线的光子指数可以达到1.5，这是因为高能粒子进入云团的穿透深度取决于它们的能量，这与费米空间望远镜最近对γ射线的观测结果是一致的。
2011-09-14 astro-ph.HE
Post-adiabatic supernova remnants in the interstellar magnetic field. Parallel and perpendicular shocks
强子碰撞产生的伽马射线预计来自位于分子云附近的超新星遗迹（SNRs）。冲击波与稠密环境相互作用的温度很快达到$10^5$ K。等离子体的辐射损失在信噪比的演化过程中起着至关重要的作用。它们降低了热压力，并基本上增加了激波后面的密度。环境磁场的存在可能会大大改变绝热后SNR的行为相比，流体动力学的情况。本文对磁场中的辐射激波进行了磁流体动力学模拟。由于辐射损失引起的等离子体的高压缩也导致激波后磁场的切向分量的强度显著增加而平行分量的强度减小。如果激波前切向场的强度大于约$3\mathrm{μG}$，它就阻止了非常致密薄壳的形成。切向磁场的强度越高，辐射壳层的厚度越大，最大密度越低。平行磁场不影响激波后流体力学参数的分布。有几乎独立的渠道的能量转换：辐射损失是由于热能，磁能增加，减少动能。由于SNRs辐射壳层中垂直磁场密度大、强度高，使得强子γ射线通量比轻子γ射线通量大得多。
2015-11-19 astro-ph.HE
Evolution of Supernova Remnants Expanding out of the Dense Circumstellar Matter into the Rarefied Interstellar Medium
对膨胀的超新星喷出物与外界致密的星周物质（CSM）和稀薄的星际介质（ISM）相互作用进行了三维流体动力学计算。CSM是由来自前超新星阶段的恒星风物质组成的，并假设是轴对称的：赤道周围的物质比由祖先旋转驱动的极地方向上的物质多。由于CSM的高密度，冲击加热的喷射物的电离状态很快变得与电子温度平衡。当冲击波冲出CSM进入稀薄ISM时，由于绝热膨胀，冲击喷出物迅速冷却，因此会留下过度电离/重组的等离子体。由于与ISM的相互作用，喷出物被第二次反向激波重新加热。我们计算了超新星遗迹沿视线方向的辐射量（SNR），发现过电离等离子体相对于旋转轴在赤道面上呈带翅膀的棒状，而在极面上呈贝壳状。被冲击波加热的热气存在于SNR的最外层区域，具有几乎完整的外壳，但来自其的X射线太微弱而无法观察到。因此，取决于视角，过电离等离子体的SNR将在X射线中表现出中心填充形态，如W 49 B，混合形态SNR。第二次逆激波扫出棒状结构并最终消失，在演化的后期，赤道和极面上的SNR都变成壳状。
2011-10-22 astro-ph.HE
Spectra of Cosmic Ray Protons and Helium Produced in Supernova Remnants
在ATIC-2（高级薄电离量热计）、CREAM（宇宙射线能量学和质量）和PAMELA（反物质探测和轻核天体物理学有效载荷）实验中获得的数据表明，膝盖以下几倍于$10^{6}$ GeV的宇宙射线的元素星际光谱不是简单的幂律，但它们在磁刚度高于约240 GV时经历硬化。另一个基本特征是质子和氦能谱之间的差异，使得He/p比在从$10^{2}$到$10^{4}$ GV的能量范围内增加超过50%。我们认为超新星遗迹（SNR）中扩散激波加速的非线性性质所导致的粒子谱硬化是观测到的谱硬化的一个可能原因。氦质子比随能量的增加可以解释为宇宙线加速的结果，在信噪比的正向和反向冲击。被反向冲击加速的粒子的贡献使得产生的整个宇宙射线谱的重叠更加明显。计算了在SNR中加速并释放到星际介质中的质子和氦核的能谱。导出的稳态星际光谱与观测结果相当吻合。
2012-12-03 astro-ph.HE
Post-adiabatic supernova remnants in an interstellar magnetic field: oblique shocks and non-uniform environment
我们提出了非常高分辨率的1D MHD模拟的后期超新星遗迹（SNR）。在后绝热阶段，磁场对激波动力学、流场结构以及宇宙射线的加速和发射具有重要而显著的动力学效应。我们发现，切向分量的磁场提供的压力支持，在一个公平的程度上防止崩溃的辐射壳，从而限制了总的压缩比的部分或全部辐射前向冲击。结果是宇宙射线的光谱不会像流体动力学模拟那样困难。我们还研究了磁场倾斜和气体密度和/或磁场中的大尺度梯度对流动剖面的影响。正的密度梯度缩短了演化阶段，而激波压缩降低。的磁场的切向分量的压缩导致其在下游区域的后绝热冲击的上游场的取向范围很广，这可以解释为什么一个优先观察切向无线电偏振在旧SNR的优势。由于大多数宇宙射线产生于信噪比演化的后期阶段，因此后绝热阶段和磁场的影响对于模拟旧信噪比下的宇宙射线加速和后期信噪比与云相互作用的伽马射线发射是最重要的。
2018-06-29 astro-ph.HE
Constraints on the distribution of supernova remnants with Galactocentric radius
银河系中的超新星遗迹是向星际介质注入能量的重要来源，也是宇宙射线的重要来源。目前，银河系中有294个已知的SNR，它们的分布与银河系中心半径是各种研究的兴趣。在这里，我将讨论一些银河系信噪比的统计数据，包括适用的观测选择效应，以及从“西格玛-D”关系中获得单个残留物距离的困难。所观察到的银河系的经度分布的样本明亮的银河系的信噪比-这是不强烈的选择效应的影响-与那些预期的模型的比较是用来约束银河系的信噪比分布。最佳拟合的幂律/指数模型比Case & Bhattacharya（1998）得到的广泛使用的分布更集中于银河系中心。
2015-08-12 astro-ph.GA astro-ph.HE
Supernova Remnants as Clues to Their Progenitors
超新星塑造了星际介质，化学上丰富了它们的宿主星系，并产生了强大的星际冲击，推动了未来几代恒星的形成。超新星事件产生的冲击波就像一台时间机器，探测到了前身系统的质量损失历史，可以追溯到爆炸前的$\sim$ 10 000年，而超新星遗迹则探测到了恒星演化的更早阶段，与前身系统更早演化过程中排出的物质相互作用。在本章中，我们将回顾超新星遗迹的观测如何使我们能够推断出祖先系统的基本性质。我们将提供详细的例子，说明残骸的整体特征，如化学成分和动力学，如何使我们能够推断祖先进化的性质。在本章的后半部分，我们将展示如何将这种练习从单个物体扩展到SNR作为物体的类别，以及如何在核心坍缩和热核超新星遗迹的动力学和光谱特征中存在明显的分叉。在本章结束时，我们将讨论大质量恒星建模的最新进展，以及超新星及其残余物的可观测性质的含义。
2017-02-10 astro-ph.HE
The Dynamics, Destruction, and Survival of Supernova-Formed Dust Grains
观测表明，超新星可以有效地产生尘埃。这与超新星和渐近巨星分支星是宇宙中尘埃的主要生产者的假设是一致的。然而，有一个长期存在的问题是，在年轻超新星遗迹内部检测到的尘埃中有多少可以逃逸到星际介质中。我们提出了新的流体动力学计算的尘埃颗粒，形成在致密的喷出物团块内的一个Cas A-样的残余物的演变。我们跟随颗粒的动力学，因为它们在它们的团块被反向冲击击中后与气体分离。它们随后在穿越残骸时受到热溅射和动力溅射的破坏。足够大的颗粒（硅酸盐颗粒为$\sim 0.25\,μ$ m，碳质颗粒为$\sim 0.1\,μ$ m）逃逸到星际介质中，而较小的颗粒则被捕获和破坏。然而，到达星际介质的粒子仍然具有很高的速度，并且随着它们的减速而受到进一步的破坏。我们发现，对于初始粒度分布，包括大（$\sim 0.25 - 0.5\,μ$ m）颗粒，10- 20\ %的硅酸盐颗粒可以生存，而30- 50\ %的碳质颗粒生存，即使当初始粒度分布截止在较小的（$0.25\,μ$ m）尺寸。对于一颗19 M的$_{\odot}$恒星来说，如果形成的尘埃颗粒很大，那么与Cas A的祖先相似，高达0.1 M的$_{\odot}$尘埃可以存活下来。因此，我们表明，在适当的条件下，超新星可以是星际尘埃的重要来源。
2020-09-03 astro-ph.GA 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
3D MHD simulations of the supernova remnant CTB 109
我们研究的超新星遗迹（SNR）CTB109使用三维磁流体动力学模拟的演变和排放。信噪比在介质中的演化被一个平面界面分为两种不同的密度和压力平衡的介质。结果表明，当超新星爆发发生在低密度介质中，且星际磁场（ISMF）几乎均匀时，会形成具有CTB 109特征的超新星遗迹。最后，我们得出结论，准平行机制可以解释亮度同步辐射和投影ISMF的位置角在以前的工作中报道。
2021-10-08 astro-ph.GA astro-ph.HE astro-ph.SR
On the origin of the jet-like radio/X-ray morphology of G290.1-0.8
混合形态类超新星遗迹的起源和演化还没有得到很好的理解。一些残留物呈现出扭曲的射电或X射线壳，具有类似喷流的结构。G290.1-0.8（MSH 11- 61 A）属于此类。我们的目标是调查这个超新星遗迹的性质，以揭示其特殊形态的起源。我们的工作是基于对X射线发射等离子体性质和残余物膨胀的冷星际介质所施加的条件的研究。本文利用XMM-Newton和Chandra天文台的射电、HI线和X射线观测资料，对G290.1-0.8及其周围介质进行了研究。空间分辨光谱分析和平均光子能量图被用来获得源的物理和几何参数。射电连续谱和HI线图为理解射电/X射线形态提供了重要信息。X射线图像显示，残骸在一条走向西北-东南方向的对称轴上呈现出两个相对对称的亮点。光谱分析和平均光子能量图证实，发射等离子体的物理条件是不均匀的整个残余。事实上，这两个亮点的温度都比等离子体的其他部分高，而且它的成分还没有达到电离平衡。HI线数据揭示了沿相同方向排列的低密度管状结构。这一证据支持了这样一种观点，即观察到的特殊X射线形态是遗迹演化所在的星际介质结构的直接结果。然而，一个未被探测到的点状物体，如中子星，存在于残骸中并有助于X射线发射的可能性不能被排除。最后，我们认为，超新星爆炸，由于一个强大的双极风的大质量恒星的崩溃可以解释超新星遗迹的形态。
2012-09-19 astro-ph.GA astro-ph.HE
Numerical simulations of composite supernova remnants for small $σ$ pulsar wind nebulae
复合超新星遗迹由位于壳状遗迹内的脉冲星风星云组成。壳层的存在对星云的演化有一定的影响，尽管反过来一般是不正确的。本文件有两个目的。第一个目标是确定脉冲星的初始光度和自旋下降率，超新星喷出物的质量，和密度的星际介质的球对称，复合超新星遗迹膨胀成均匀的介质的演变的效果。第二个目标是研究脉冲星风星云中复合残骸膨胀到非均匀星际介质时磁场的演化。无粘流的欧拉守恒方程，连同磁流体动力学感应定律的运动学限制，数值求解的情况下，磁粒子能量的比例是$σ< 0.01$。本文第一部分中的模拟是在一维配置中求解的。在本文的第二部分中，使用二维轴对称配置研究了非均匀介质对演化的影响。
2013-09-24 astro-ph.HE
Escape of Secondary Cosmic-Ray Positrons Produced in a Supernova Remnant
讨论了超新星遗迹激波中强子相互作用产生的次级粒子，特别是正电子的加速和逃逸。在冲击加速过程中，质子会与周围的气体相互作用，产生带电的次级粒子，这些次级粒子也会在SNR中加速，并以宇宙射线（CR）的形式注入星际介质。一些先前的研究表明，在SNR冲击产生的正电子谱比初级质子谱更硬，并提出PAMELA观察到的正电子过剩可以用这个过程来解释。根据能量依赖的CR逃逸唯象模型，计算了CR质子和次级CR正电子从SNR逃逸到星际介质的能谱。我们表明，与先前提出的结果相反，在SNR中产生的次级CR粒子的观测光谱将比初级CR粒子的光谱更软，这意味着该模型不能再现正电子分数的上升。
2012-10-31 astro-ph.HE
Magnetic reconnection detonation in supernova remnants
作为更新星际介质的关键过程，超新星遗迹膨胀锋的动力学和辐射特性不仅反映了超新星周围旧星际介质的物理环境，而且还提供了更新后旧星际介质的信息。然而，SNRs的膨胀动力学不能简单地用传统的球形冲击波传播定律来解释;另一方面，高能辐射需要在热碰撞之外的冲击波阵面中附加电子加速机制。本文考虑爆轰波描述的SNR扩展，其中磁重联遵循的冲击波阵面和转移的SNR磁场能量的流体热能和粒子动能。利用标度分析方法识别了磁重联爆轰波的结构。本文以蟹状星云为例，应用SNR膨胀激波的MRD描述，说明MRD描述既能解释星云的加速膨胀，又能解释发光膨胀壳层的起源。
2018-08-03 astro-ph.HE
Large-field CO(1--0) observations toward the Galactic historical supernova remnants: a large cavity around Tycho's supernova remnant
研究超新星遗迹与星际气体之间的相互作用不仅对提高超新星遗迹的认识是必要的，而且对了解祖先系统的性质也是必要的。作为银河系成像卷轴绘画CO线巡天（MWISP）的一部分，我们使用PMO 13.7米望远镜研究银河系历史SNR周围的星际气体。在这项工作中，我们提出了大领域（3 $^\circ$ $\times$ 2 $^\circ$）和高灵敏度CO（1-0）分子线观测到第谷的SNR。CO观测结果显示，从外到内，大分子云，流状结构，和一个内边缘周围第谷的SNR。我们推导出的基本属性（列密度，质量和运动学）的基础上，这些对象的CO观测。巨大的分子云分别向残骸中心呈现出一个弧形，在残骸周围勾勒出一个半径为$\sim$ 0.3 $^\circ$ $\times$ 0.6 $^\circ$（或13 pc $\times$ 27 pc，距离为2.5 kpc）的巨大空洞。在周围云层中检测到的CO线增宽和不对称性、观察到的空腔膨胀，以及之前研究中检测到的增强的$^{12}$ CO（2-1）/（1-0）强度比，表明大空腔与风的相互作用在该地区。在排除了明亮的大质量恒星产生的大气泡的情况下，我们认为大空腔可以解释为来自第谷超新星的祖先系统的吸积风。然而，到目前为止，不能排除在第谷信噪比周围随机分布一个大空腔的可能性。需要进一步的观测来确认大空洞与第谷信噪比的物理联系。
2017-06-18 astro-ph.GA astro-ph.HE astro-ph.SR
Some Recent Progress on the Studies of Supernova Remnants
简要回顾了近年来超新星遗迹研究的一些进展，包括射电超新星遗迹（结构、极化、光谱等），X射线辐射的观测特征、脉冲星风星云（PWNe）、SNR与PSR的关联特性、SNR与星际介质的相互作用（ISM）、宇宙射线与外星系SNR等。随着地面和空间天文设备在射电、光学、X射线等波段的空间分辨率和光谱分辨率的不断提高，人们对信噪比的认识也越来越深入。
2009-09-02 astro-ph.HE
Evidence for a neutral iron line generated by MeV protons from supernova remnants interacting with molecular clouds
超新星遗迹（SNRs）一直是银河系宇宙射线加速器的主要候选者。当低能宇宙射线质子（LECRp）与星际气体碰撞时，它们会碰撞中性铁原子并发射出6.40keV的中性铁线（Fe I K $α$）。我们从银河平面$6^{\circ} \lesssim l \lesssim 40^{\circ}, |b| < 1^{\circ}$区域的朱雀档案数据中寻找七个SNR中的铁K壳层线。所有这些SNRs都与分子云相互作用。我们发现Fe I K $α$线发射从五个SNR（W28，Kes 67，Kes 69，Kes 78，和W44）。光谱和形貌表明，Fe I K $α$线是由LECR p与邻近冷气体相互作用产生的。质子能量密度估计为$\gtrsim$ 10 - 100 eV cm $^{-3}$，比周围星际介质中的能量密度高10倍以上。
2018-01-24 astro-ph.HE
Radio Emission from Interstellar Shocks: Young Type Ia Supernova Remnants and the Case of N 103B in the Large Magellanic Cloud
在这里，我们提出了一个无线电连续谱研究的基础上，新的和档案数据，从澳大利亚望远镜紧凑阵列对N 103 B，一个年轻的（<=1000年）光谱证实Ia型信噪比在大麦云（LMC），并提出了起源于一个单一的退化祖。这个信噪比的无线电形态是不对称的，有两个明亮的区域朝向无线电发射所定义的中心位置的西北和西南。N 103 B的特征包括：射电光谱指数为-0.75+-0.01（与银河系中其他年轻的Ia型超新星一致）;整体信噪比的膨胀率与X射线一样;形态和极化电场矢量测量，我们注意到在5500和9000 MHz的残余物西北方向有径向极化峰值。谱是上凹的，最可能的原因是非线性扩散冲击加速效应或存在两种不同的超相对论电子。我们还注意到西南地区附近的非极化团块，这与上述情景一致。我们得出N 103 B的典型磁场强度为16.4 microG，平均旋转测量值为200 rad·m^-2。然而，我们估计均分场的量级为~235 microG，估计最小能量为Emin=6.3*10^48 erg。N 103 B与LMC中平面的接近度（~0.5度）表明，与致密星际介质的早期相遇可能对SNR的演变产生了重要的限制。最后，我们比较了N 103 B的功能，其他六个年轻的Ia型信噪比在LMC和银河系，与一系列的建议简并的情况下，突出电势差由于不同的模型。我们认为，单一的简并方案可能指向形态不对称的Ia型超新星爆炸。
2019-11-11 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
Non-linear diffusion of cosmic rays escaping from supernova remnants - I. The effect of neutrals
超新星遗迹被认为是银河系宇宙射线（CR）的主要来源。在这个框架内，粒子在超新星遗迹激波中被加速，然后释放到星际介质中。CR的释放机制及其传播方式仍然是悬而未决的问题。主要的困难是问题的高度非线性：CR本身激发了磁湍流，将它们限制在靠近其源的地方。我们数值求解耦合微分方程描述逃逸粒子和通过CR流不稳定性产生的波在空间和时间上的演化。考虑了星际介质的暖电离相和暖中性相。这些阶段占据了盘体积的最大部分，大多数超新星爆炸，其特征是中性粒子的显着存在。这些中性粒子和离子之间的摩擦导致了非常有效的波阻尼机制。结果发现，即使在存在离子中性摩擦的情况下，流动不稳定性也会影响CR的传播。扩散系数可以被抑制超过$\sim 2$的一个因素，在几十个pc的区域周围的残留物。距离越小，抑制越大。$\approx 10$ GeV粒子的传播在逃逸后受影响的时间长达几十千年，而$\approx 1$ TeV粒子的传播受影响的时间只有几千年。这可能对超新星遗迹附近的分子云的伽马射线观测的解释产生很大影响。
2016-08-18 astro-ph.HE
Diffusive propagation of cosmic rays from supernova remnants in the Galaxy. I: spectrum and chemical composition
本文研究了超新星遗迹时空分布的随机性对地球观测到的宇宙射线光谱和化学成分的影响。计算了宇宙射线在银河系中传播时所经历的扩散系数D（E）的不同选择。特别地，在高能量下，我们假设D（E）\sim E^δ，其中$δ=1/3$和$δ=0.6$是参考场景。银河系中超新星遗迹的大尺度分布是按照超新星遗迹的分布来模拟的，有没有考虑到银河系的螺旋结构。我们发现，超新星的空间和时间分布引起的随机波动，加上原子核的散射效应，导致轻微但明智的违反简单的，漏盒启发的规则，即在地球上观察到的光谱是$N(E)\propto E^{-α}$与$α=γ+δ$，其中$γ$是宇宙射线注入光谱的斜率在源。原子核的散射，即使是对He来说很小的速率，也可以解释不同原子核之间光谱斜率的微小差异，这为最近的CREAM观测提供了一个可能的解释。对于$δ=1/3$，我们发现在能量大于1TeV时，质子谱和氦谱的斜率分别为$\sim 2.67$和$\sim 2.6$（与$2.66\pm 0.02$和$2.58\pm 0.02$的测量值比较）。对于$δ=0.6$，没有观察到He谱的硬化。我们还评论的宇宙射线从超新星遗迹逃逸的时间依赖性的影响，和一个可能的集群的来源在超级气泡。在第二篇论文中，我们将讨论这些不同的情况对宇宙射线各向异性的影响。
2011-12-29 astro-ph.HE
Molecular Shocks and the Gamma-ray Clouds of the W28 Supernova Remnant
W28区域的星际介质云正在发射伽马射线，这很可能是W28超新星遗迹造成的，这使得W28成为研究宇宙射线加速和扩散的主要候选者。了解超新星遗迹冲击波和宇宙射线对局部分子云的影响有助于识别可能的宇宙射线源的多波长特征。为了实现这一目标，OH，SiO，NH3，HCO+和CS的过渡补充了CO，允许W28周围化学丰富的环境的表征。这个遗迹一直是一个理想的测试平台的技术，将补充弧分尺度的宇宙射线源候选人的研究与未来的GeV-PeV的伽马射线观测。
2016-10-04 astro-ph.HE
Searching for an interstellar medium association for HESS J1534-571
银河系超新星遗迹HESS J1534-571（也称为G323.7-1.0）在TeV伽马射线辐射中具有壳状形态，是研究宇宙线起源的关键对象。人们对它的距离和当地环境知之甚少。我们研究了Mopra $^{12}$ CO/ $^{13}$ CO（1-0）数据，澳大利亚望远镜紧凑阵列HI和帕克斯HI数据对HESS J1534-571。我们跟踪分子云在至少五个速度范围内，包括cluerous星际介质结构附近的HI排放下降的运动学速度一致的盾牌Crux臂在~3.5千秒差距。这个特徴可能是一个由祖先恒星吹出的空洞，这种情况表明HESS J1534-571是由核心坍缩事件造成的。通过对已知距离的超新星遗迹样本进行参数化拟合，我们发现HESS J1534-571的射电连续亮度与盾牌座臂HI倾角的~3.5 kpc运动学距离一致。对超新星演化的模拟表明，HESS J1534-571在这个距离上的年龄约为8-24 kyr。
2018-07-07 astro-ph.HE
On the plerionic rectangular supernova remnants of static progenitors
本研究通过二维磁流体动力学模拟，揭示星际介质磁场使大质量恒星前身星周介质形成矩形超新星遗迹和脉冲星风云，并产生喷流及陀螺状结构，部分解释非典型形态。
2023-11-12 astro-ph.HE
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。
2009-01-27 astro-ph.HE
The 1st Fermi LAT SNR Catalog: the Impact of Interstellar Emission Modeling
银河系星际辐射对银河平面上的费米LAT观测有很大的贡献，银河平面是大多数超新星遗迹（SNRs）的位置。为了探索星际发射模型对SNR特性的系统影响，我们开发了一种方法，将官方LAT星际发射模型结果与八种替代模型进行比较。我们通过改变GALPROP的一些输入参数，即宇宙射线传播晕的高度，宇宙射线源在银河系中的分布，以及原子氢的自旋温度，创建了八个备选的银河系星际模型。我们已经分析了八个代表性的SNR选择，包括一系列的银河系的位置，扩展，和光谱特性使用八个不同的星际发射模型。我们将详细介绍结果和方法，并讨论研究的影响，如第一费米LAT SNR目录。
2013-07-24 astro-ph.HE
Predictions for gamma-rays from clouds associated with supernova remnant PeVatrons
星际云可以作为强子宇宙射线的目标材料;通过非弹性质子-质子碰撞产生的伽马射线和空间上与云相关联的伽马射线提供了有效粒子加速的关键指标。然而，即使PeVatron源达到PeV能量，云和加速器系统必须满足几个条件，以产生可检测的伽马射线通量。在这篇文章中，我们讨论了云和加速器的必要属性。使用现有的超新星遗迹（SNR）和星际云目录，并假设粒子加速到PeV能量在附近的SNR，我们产生了一个排名最有前途的目标系统的候选名单，预测可检测到的伽马射线通量。我们讨论了未来的设施，包括CTA和SWGO的检测前景，并比较我们的预测与已知的伽马射线源，包括超高能量源最近检测到的LHAASO。一系列的模型方案进行了测试，包括扩散系数和粒子谱的变化，在我们的候选名单中的最佳候选云是一致的明亮。平均而言，可检测的伽马射线通量更有可能用于更大质量的云;对于SNR和云之间的分离距离较低的系统;以及由于粒子穿过分离距离所需的时间，对于稍微旧的SNR。
2021-08-04 astro-ph.HE
Cosmic ray escape from supernova remnants
银河系的宇宙射线被认为是在超新星遗迹中通过扩散激波加速而被加速的。虽然这一机制对在激波处加速的粒子的光谱给出了相当可靠的预测，但最终注入星际介质的宇宙射线的光谱则更加不确定，并取决于粒子从激波逃逸过程的细节。了解这些逃逸粒子的光谱形状对于评估超新星遗迹范式对宇宙射线起源的有效性至关重要。此外，从超新星遗迹逃逸后，宇宙射线与周围的气体相互作用，在遗迹附近产生伽马射线。对这种辐射的探测可以作为超新星遗迹在过去确实加速了宇宙射线这一事实的间接证据。
2011-08-24 astro-ph.HE
Alfven Wave Amplification and Self-Containment of Cosmic-Rays Escaping from a Supernova Remnant
通过数值求解从激波前缘附近到远离激波前缘区域的扩散-对流方程，研究了在超新星遗迹（SNR）处加速的宇宙射线（CR）质子的逃逸。考虑了逃逸CR粒子产生的Alfven波的放大及其对CR逃逸到星际介质的影响。我们发现，波的放大显着延迟逃逸的粒子，甚至远离冲击波阵面（在SNR的规模）。这意味着通过在SNR周围的分子云处的伽马射线观测测量的CR粒子的能谱受到波的粒子散射的严重影响。
2011-05-03 astro-ph.HE
Constraints on local interstellar magnetic field from non-thermal emission of SN1006
双边超新星遗迹的同步辐射形态取决于粒子加速机制和观测几何。然而，与X射线和$γ$射线形态不同，射电辐射不依赖于母电子数的截止区，这使得它成为研究SNR中宇宙射线产生物理学的更简单和更直接的工具。我们的目的是从射电形态学中得到对局部磁场及其梯度方向的严格约束，以及对电子注入效率依赖的严格约束。我们进行了一组3D MHD模拟描述的膨胀的球形SNR通过磁化介质与非均匀ISMF。从模拟中，我们得出非热无线电地图，并将它们与SN1006残骸的观测结果进行比较。我们发现，SN 1006在1 GHz的无线电形态是最好的拟合模型与准平行注入效率，一个磁场的角度与视线的$38^\circ\pm 4^\circ$，和梯度的磁场强度向银道面，高于预期的变化的大尺度领域的银河系。我们的结论是SN 1006的射电肢是极冠，而不是位于天空平面上。研究SNRs的同步辐射对于获得残留物附近银河系磁场的信息以及更多关于实际注入效率的线索至关重要。
2011-05-13 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
