Galactic Centre as an efficient source of cosmic rays
自费米泡和伽玛射线辐射的发现以来，银河系中心的研究受到越来越多的关注，人们试图了解它在初级宇宙射线（CR）的起源和加速中的作用。基于扩散/再加速模型，利用GALPROP软件求解了宇宙射线的扩散方程，并根据银河系中心几个能量源与产生的GeV-TeV扩散γ射线之间的关系，将计算结果与CR谱进行了比较。计算了银河系中心的宇宙线分布和γ射线通量，并探讨了它对地球观测到的宇宙射线谱和化学成分的贡献。我们还讨论了不同的星际气体模型的核相互作用的影响。
2020-06-03 astro-ph.HE
Galactic Cosmic Rays - Theory and Interpretation
围绕着宇宙射线的银河系成分的争论，能量收支，组成问题，光谱特征，各向异性，来源等，将被严格审查。我们正在进入银河系宇宙射线研究的一个新阶段，越来越清楚的是，精确的测量正在揭示新的，在某些情况下是意想不到的，这些特征迫使我们开发更复杂的模型来研究它们的产生和传播。然而，基本概念似乎是相当坚实的，在金兹伯格和瑟罗瓦茨基的经典著作《宇宙射线的起源》发表后的50多年里几乎没有什么变化。
2017-08-29 astro-ph.HE
The Dipole Anisotropy of Galactic Cosmic Rays
银河系宇宙射线的到达方向在不同的角尺度上表现出千分之一的各向异性。最近对TeV-PeV宇宙射线的观测表明，偶极各向异性具有很强的能量依赖性，在100 TeV附近出现相位翻转。我们认为，这种行为可以很好地理解的各种效应的组合：宇宙射线的各向异性扩散，附近的源的存在下，康普顿-Getting效应从我们的相对运动和地面观测站的重建偏差。
2018-11-20 astro-ph.HE
On the Detectability of Galactic Dark Matter Annihilation into Monochromatic Gamma-rays
单色伽马射线被认为是确定暗物质湮灭的确凿证据。然而，单色伽马射线的通量通常被虚拟量子效应抑制，因为暗物质应该是中性的，并且不与伽马射线直接耦合。本文研究了未来天基探测器对单色γ射线的探测策略。在假设超对称中性伴子是典型的暗物质候选者的情况下，计算了单色γ射线通量。我们讨论了聚焦于银河系中心的探测和从整个星系晕探测γ射线的扫描模式进行了比较。用解析法和快速蒙特卡罗法研究了探测器在不同能量、不同角分辨率、不同视场、不同背景抑制效率条件下探测单色γ射线的性能。
2010-08-12 astro-ph.HE
Implications of the detection of sub-PeV diffuse $γ$ rays from the Galactic disk apart from discrete sources
最近，西藏-AS $γ$合作报告了从银盘探测到能量范围为100 TeV - 1 PeV的$γ$射线。值得注意的是，这些$γ$射线中的许多都是在已知的非常高能量（E $>$ 100 GeV）的$γ$射线源之外观测到的。如果这些扩散的$γ$射线：1）是由常规而非外来（即暗物质衰变或湮灭）过程产生的，2）具有强子而非轻子起源，3）是在脉冲而非稳定源中产生的，或者是在光学厚源中产生的，那么这些结果就能得到最好的理解。除此之外，探测到低于PeV的弥散$γ$射线意味着来自银河系盘的中微子通量的极限，以及银河系宇宙射线谱中截止刚性的下限。
2021-04-07 astro-ph.HE
Cosmic rays in galactic and extragalactic magnetic fields
我们简要地回顾宇宙射线的来源，它们的组成和光谱，以及它们在银河系和河外磁场，规则和波动的传播。特别注意的是最近的X射线和γ射线观测结果，揭示了银河系宇宙射线的起源和皮埃尔俄歇天文台的超高能宇宙射线的挑战性的结果。概述了高能天体物理学和宇宙线天文学在确定超高能宇宙射线源、粒子加速机制、测量星系际辐射场和揭示不同尺度磁场结构等方面的前景。
2011-05-01 astro-ph.HE
Diffuse Galactic Gamma-rays from star clusters
我们证明，年轻的星团有一个$γ$射线表面亮度的弥漫银河系发射（DGE）相媲美，并估计，他们的天空覆盖范围内的银河系的方向超过统一。因此，我们认为，它们构成了DGE的一个重要部分。
2020-08-25 astro-ph.HE
An Alternative Explanation of the Varying Boron to Carbon in Galactic Cosmic rays
有人认为，银河系宇宙射线中硼碳丰度比随能量的下降，部分是由于在银河系圆盘的给定区域中通过冲击加速可获得的最大能量与逃逸前穿过的克重之间的相关性。在这种情况下，从银河系逃逸率的能量依赖性可能比以前认为的要小，反质子的光谱变得更容易理解。
2017-08-16 astro-ph.HE
Fermi bubble $γ$-rays as a result of diffusive injection of Galactic cosmic rays
最近，{ \it{Fermi} }太空望远镜发现了两个大的$γ$射线发射区，即所谓的“费米泡”，它们延伸到银河系中心上方和下方的$\sim 50^\circ$。发现气泡的$γ$射线发射遵循强度和光谱形状没有显著空间变化的硬光谱。发射的起源仍然不清楚。建议的解释包括高速银河风从银河系中心注入宇宙射线核，多次冲击的电子加速和气泡内的随机电子加速。在这封信中，有人提出，$γ$ -射线可能是银河宇宙射线质子在银河系传播过程中扩散注入的结果。考虑到气泡是缓慢膨胀的，并且宇宙射线在气泡内的扩散比在平均星系中慢得多，同时由于绝热膨胀和与气泡等离子体的非弹性碰撞而遭受损失，该模型可以解释观察到的强度分布、发射光谱和测量的光度，而不像其他现有模型那样调用任何额外的粒子产生过程。
2013-10-02 astro-ph.HE
Can Ultrahigh Energy Cosmic Rays Come from Gamma-Ray Bursts? II: Cosmic Rays Below the Ankle and Galactic GRB
推导了相对论冲击波加速宇宙线所能达到的最大能量。它表明，来自星际介质中长伽玛射线暴的前向冲击足够强大，足以产生$4\times 10^{18}$ eV的银河宇宙射线分量，直到脚踝，正如以前的建议（Levinson和Eichler，1993）。进一步认为，如果银河系外长伽玛暴也对踝部的成分产生影响，那么太阳圈内偶然发生的银河系伽玛暴的贡献将超过太阳圈向外通量的观测极限，除非不透明度和/或光束导致当前的贡献小于时间平均值的$10^{-3}$倍，并指出了这些避免方案的困难。
2011-08-22 astro-ph.HE
Gamma rays from reaccelerated cosmic rays in high velocity clouds colliding with the Galactic disk
向盘运动的高速云将到达银河平面，并将不可避免地与盘碰撞。在这些碰撞中，产生了两个冲击系统，一个通过磁盘传播，另一个在云中发展。在这些相互作用中，云层内部产生的冲击具有每秒数百公里的速度。当这些冲击波是辐射性的时，它们在加速新粒子时可能效率不高，但是它们可以重新加速和压缩背景中的银河宇宙射线。在这项工作中，我们研究的相互作用的银河系宇宙射线在一个冲击的高速云，当冲击是由碰撞盘诱导。这项研究的重点是辐射冲击的情况下。我们的目标是确定在何种条件下这些相互作用导致显着的非热发射，特别是伽马射线。我们模拟宇宙射线的质子和电子的相互作用，再加速和进一步激励的冲击内的云压缩，在非常一般的假设。我们还考虑了宇宙线质子与云的物质碰撞时产生的次级电子-正电子对。我们的结论是，附近的云在局部冲击中重新加速银河系宇宙射线，可以产生高能辐射，可以用现有的和未来的伽马射线探测器探测到。电子和次级对产生的辐射在无线电波段很重要，在某些情况下，它可能与硬X射线有关。对于更高的能量，轻子贡献的光谱能量分布是显着的软伽马射线。
2021-11-01 astro-ph.HE
Very-high-energy gamma rays from cosmic rays escaping from Galactic black hole binaries
该研究通过求解黑洞双星周围宇宙射线扩散，提出统一模型解释五个微类星体的甚高能伽马射线，表明其逃逸宇宙射线谱相同，支持银河系PeV宇宙射线源于此类双星。
2025-07-16 astro-ph.HE
Investigation of the Galactic Magnetic Field with Ultra-High Energy Cosmic Rays
提出了一种修正超高能宇宙射线在银河系磁场中偏转的方法。我们通过模拟质子的预期到达方向，使用法拉第旋转和同步辐射测量得出的字段的参数化执行这些校正。为了评估该方法，我们介绍了一个模拟的天体物理方案和两个观测设计用于测试宇宙线偏转。我们表明，质子可以通过利用银河系的磁场模式。因此，宇宙线在银河场中的偏转可以通过实验来验证。该方法还使得能够搜索宇宙射线与源候选者的方向相关性。
2015-10-25 astro-ph.HE
Nuclear enhancement factor in calculation of Galactic diffuse gamma-rays: A new estimate with DPMJET-3
本文利用蒙特卡罗模拟器DPMJET-3，提出了一种新的核增强因子计算方法，用于从质子-质子相互作用中估算银河系弥散γ射线通量，以考虑宇宙射线和星际物质中的重核。在6-1000 GeV/核子的能量范围内，一个新的值为1.8-2.0，随着发射宇宙射线的动能的增加而略有增加，比以前的估计大了大约20%。
2009-04-27 astro-ph.HE
Cosmic rays: extragalactic and Galactic
通过对高能粒子流$E>3\cdot 10^{18}eV$的分析，表明河外射线功率密度随能量的分布符合幂律分布${\bar q}(E)\propto E^{-2.7}$，其$2.7$指数与银河宇宙射线在所谓“膝”前的分布$E<3\cdot 10^{15}eV$相同。然而，河外源的平均功率，这是${\cal E}\simeq 10^{43}erg \,s^{-1}$，至少两个订单超过宇宙射线由银河系发射的功率，假设星系的密度估计为$N_g\simeq 1 Mpc^{-3}$。考虑到这种能量可以由活动星系核的相对论喷流提供，其能量为${\cal E}\simeq 10^{45} - 10^{46} erg \, s^{-1}$，我们估计河外宇宙射线源的密度为$N_g\simeq 10^{-2}-10^{-3}\, Mpc^{-3}$。假设银河射线和河外射线具有相同的性质，我们得出结论，银河射线是由银河系中心在过去活动期间发射的相对论喷流产生的。两极喷流的残余物现在以相对论性气体气泡的形式出现在银河平面的上方和下方。在银河系射线的光谱中观察到的断裂（“膝盖”），可以用高能粒子$E>3\cdot 10^{15}eV$从银河系中的快速逃逸来解释，因为宇宙射线的扩散系数依赖于能量$D\propto E^{0.7}$。所获得的粒子密度分布指数与能量的关系，$N(E)\propto E^{-2.7-…
2014-06-25 astro-ph.HE
Propagation of Ultra-high-energy Cosmic Rays in Galactic Magnetic Field
银河系磁场（GMF）不可避免地影响着超高能宇宙射线（UHECR）的传播轨迹。由于这一必然性，研究转基因食品中的传播，以解释最近的UHECR实验结果的重要性已经增加。本文综述了GMF对超高频电磁辐射传播和到达方向的影响，并介绍了近年来抑制超高频电磁辐射源的研究。
2011-04-02 astro-ph.HE
Latest results on Galactic sources as seen in VHE gamma-rays
截至2009年初，银河系源（主要是壳型和plerionic超新星遗迹）的最新结果，在甚高能伽马射线域观察，审查。一个特别注意的是与H.E.S.S实验在其银河系平面调查，现在涵盖了银河系的内部部分。从明确确定的伽马射线源到没有任何明显对应物的伽马射线源和假定的银河漫发射，这一观测窗口完全值得在国际天文学年庆祝，因为它是对银河成像和揭示粒子加速地点的新手段，可能是银河宇宙射线的起源。
2009-05-08 astro-ph.HE
Cosmic Ray Anisotropy as Signature for the Transition from Galactic to Extragalactic Cosmic Rays
通过计算银河系源发射的宇宙射线在地球上的各向异性，我们限制了从银河系到河外宇宙射线跃迁的能量。由于扩散近似在E/Z >~ 10^（16-17）eV时开始失效，我们使用银河系磁场模型并考虑其规则和湍流分量来传播单个宇宙射线（CR）。湍流场是在嵌套网格上生成的，该网格允许空间分辨率下降到秒差距的几分之一。假设银河系的CR源足够频繁，那么对于大部分较轻或中等的主要成分计算出的偶极子振幅超过了俄歇合作组在E ~ 10^18 eV附近测量到的偶极子边界。因此，在踝关节或以上的过渡将需要一个沉重的成分或一个相当极端的银河磁场强度>~ 10 μ G。此外，KASCADE-Grande的数据表明，在10^17 eV和10^18 eV之间的快速上升的质子贡献应该是河外起源的。如果重核在E >~ 10^18 eV处占主导地位，那么跃迁能量可以接近脚踝，如果银河系CR是由足够频繁的瞬变产生的，例如磁星。
2012-07-16 astro-ph.HE
Active Galactic Nuclei and gamma rays
活跃星系核中的超大质量黑洞是强大喷流的起源，这些喷流可以发射出大量的伽马射线。下落物质、黑洞和相对论外流之间的确切相互作用仍然知之甚少，第12届马塞尔·格罗斯曼会议的这一平行会议旨在提供最新一代地面和天基仪器观测结果的最新状况，以及与该领域相关的理论发展。
2010-05-13 astro-ph.HE
Large-scale Galactic diffuse gamma rays observed with the Fermi Gamma-Ray Space Telescope
费米伽马射线太空望远镜上的LAT仪器正在进行20 MeV至300 GeV的全天勘测，其统计数据和角分辨率前所未有。这提供了大量关于银河系星际介质非热辐射的新信息，并对宇宙射线和银河系结构产生了影响。在中纬度的第一个结果已经显示出与基于宇宙射线直接测量的预测很好的一致性，这表明至少局部（距离太阳约1千秒差距内）的伽马射线发射是了解的。我们将使用LAT数据呈现来自天空区域的第一个光谱，以及选定能量的轮廓。这里的目的是评估与模型的一致性，并评估随着分析的成熟，我们可以期望学到什么。
2009-07-02 astro-ph.HE
First Detection of sub-PeV Diffuse Gamma Rays from the Galactic Disk: Evidence for Ubiquitous Galactic Cosmic Rays beyond PeV Energies
我们报告，第一次，期待已久的检测弥漫伽马射线的能量在100 TeV和1 PeV之间的银河系磁盘。特别是，除了已知的TeV伽马射线源之外，所有398 TeV以上的伽马射线都被观测到，并且与强子发射情景的预期一致，在强子发射情景中，伽马射线起源于通过质子与银河系中的星际介质相互作用产生的$π^0$的衰变。这有力地证明了宇宙射线在我们的银河系中被加速超过PeV能量，并在银河系盘上传播。
2021-05-17 astro-ph.HE
The origin of Galactic cosmic rays: challenges to the standard paradigm
对银河系宇宙射线起源的标准范式进行了批判性的评论。最近对本地和遥远的宇宙射线的测量揭示了意想不到的行为，这对普遍接受的假设提出了挑战。这些最近的调查结果进行了讨论，连同长期存在的开放问题。尽管由于不断改进的观测技术和理论研究而取得了进展，但目前我们对宇宙射线的起源和行为的了解仍然不完整。我们认为，目前还不清楚是否需要对标准范式进行修改，或者更确切地说是对范式本身进行根本性的改变，以便在自洽的情况下解释关于宇宙射线的所有现有数据。
2019-11-06 astro-ph.HE
Cosmic Rays: What Gamma Rays Can Say
我们将回顾由于宇宙射线的加速和传播而产生的伽马射线辐射的主要通道，讨论银河系和河外宇宙射线的情况以及它们与伽马射线观测的联系。
2014-12-23 astro-ph.HE
Large Scale Anisotropy of Cosmic Rays and Directional Neutrino Signals from Galactic Sources
我们从能谱的形状和到达方向的分布两个观测量来研究银河系中中微子-宇宙线源的联系。我们还研究了相关的伽马射线发射从这些来源。
2014-03-27 astro-ph.HE
Gamma rays from the Galactic Centre region: a review
在过去的几十年里，越来越精确的天文观测银河系中心（GC）地区的无线电，红外线和X射线波长奠定了基础，详细了解高能天体粒子物理学的这个最显着的位置在银河系。最近，在高能量（HE，10 MeV -100 GeV）和非常高能量（VHE，> 100 GeV）伽马射线中对该区域的观测为银河系核作为最暴力和最活跃的区域的新图像提供了重要的见解，在那里粒子加速到非常高的能量-可能高达PeV -并且可以非常详细地研究它们的运输。此外，内星系被认为拥有大量的暗物质（DM），因此是间接寻找湮灭或衰变的暗物质粒子产生的伽马射线的主要目标之一。在这篇文章中，目前的理解从GC发出的伽马射线发射的总结和最近DM搜索在HE和VHE伽马射线的结果进行了审查。
2015-05-22 astro-ph.HE
Search for Galactic Cosmic Ray Sources with H.E.S.S
超新星遗迹（SNRs）是加速银河宇宙射线的主要候选者。宇宙射线与周围物质相互作用的示踪剂是TeV能量的伽马射线，可以用地面切伦科夫望远镜（如H.E.S.S.）观察到。近年来，H.E.S.S.已经检测到了几个SNRs和SNRs与分子云的相互作用。在这里，目前的结果，这些意见和可能的轻子和强子的情况进行了讨论。结果表明，SNRs很可能是银河系宇宙射线的来源。
2012-01-03 astro-ph.HE
Energy dependence of Ti/Fe ratio in the Galactic cosmic rays measured by the ATIC-2 experiment
钛是银河系宇宙射线中罕见的次级核。在ATIC实验中使用硅基体，分离了钛。本文给出了从5 GeV/核子到约500 GeV/核子能量范围内Ti与Fe通量比的能量依赖关系。
2009-05-01 astro-ph.HE
Implications of supernova remnant origin model of galactic cosmic rays on Gamma rays from young supernova remnants
人们普遍认为银河系宇宙射线起源于超新星遗迹（SNRs），在超新星爆炸波的扩散激波加速过程中，宇宙射线被超新星遗迹加速。在最近的理论发展的扩散冲击加速理论在信噪比，质子预计将加速在信噪比至少高达膝盖的能量。如果信噪比是真正的宇宙射线发生器，它不仅能加速质子，而且能加速比例合适的重核，重核的最大能量应该是质子的原子质量（Z）倍。在这项工作中，我们调查的影响，在信噪比的高能伽马射线产生的宇宙射线与周围物质的强子相互作用的重核加速。我们的研究结果表明，能量转换效率几乎是两倍的混合宇宙射线成分，而不是纯质子来解释观察，其次，如果宇宙射线粒子可以达到Z倍的膝盖能量，而不是200 TeV的能量，如前所述的非放大磁场的伽马射线通量将显着更高的几十TeV以上。这两种最大能量范式将在未来的伽马射线实验中得到区分，如切伦科夫望远镜阵列（CTA）。
2017-06-07 astro-ph.HE
Ultrahigh Energy Cosmic Rays: A Galactic Origin?
这表明，我们探测到的基本上所有UHECR，包括那些能量最高的，都起源于我们的银河系。结果表明，即使源的密度随银河系半径减小，也可以理解各向异性和组成。俄歇合作最近报道的向内各向异性可以理解为沿着太阳圈外的UHECR当前片漂移，正如Kumar和Eichler（2014）所预测的那样，而那些起源于太阳圈内的UHECR则在高纬度离开银河系。
2016-04-19 astro-ph.HE
The transition from Galactic to extragalactic cosmic rays: the high-energy end of the Galactic spectrum
为理解局域宇宙线能谱，本文回顾0.1 - 10×10¹⁸ eV范围内银-河外宇宙线转变的多种模型，指出银河系成分的高能端信息对该转变研究至关重要，并简述其最佳潜在源预期的能谱高能部分。
2024-11-26 astro-ph.HE
Galactic and Extragalactic Sources of Very High Energy Gamma-rays
极高能量的γ射线是非热宇宙最重要的信使之一。甚高能γ射线天文学的主要目的是寻找高能宇宙射线源。已知有几种天体物理源在极端条件下将宇宙射线加速到非常高的能量。极高能量的γ射线是在这些天体物理场所或其附近，通过宇宙射线在靠近源的周围介质中相互作用而产生的。伽马射线是中性的，沿直线传播，因此给我们提供了关于宇宙射线源及其周围环境的有价值的信息。此外，甚高能γ射线天文学可以探索许多基本物理问题。地基γ射线天文学始于1989年，当时惠普尔望远镜探测到来自银河系脉冲星风星云蟹状星云的TeV γ射线。在过去的二十年里，技术进步促进了最新一代甚高能量探测器和望远镜的发展，这些探测器和望远镜取得了令人兴奋的新成果。到目前为止，已经探测到超过200个非常高能量的γ射线源，包括银河系和银河系外的。这些观测为高能天体物理和天体粒子物理中的许多重要问题提供了更深入的见解。这篇评论文章试图列举在令人兴奋和迅速发展的甚高能γ射线天文学领域中最重要的结果。
2022-01-18 astro-ph.HE
On the Galactic origin of ultra-high energy cosmic rays
本文提出银河系中心超大质量黑洞相对论性喷流加速粒子的机制，解释了 $10^{15}$ eV 以上宇宙射线能谱，并论证了其轻重化学成分均与观测一致。
2024-06-03 astro-ph.HE
Spectral features in galactic cosmic rays
最近的空间实验结果使宇宙射线数据达到了精确的水平。这些新的结果能够挑战宇宙射线在银河系中加速和传播的传统场景。在这些贡献，写的第十七次火山研讨会，我们将给出宇宙线通量的最新结果的概述，并将讨论一些可能的解释。这些测量有一个共同的特点，即存在意想不到的和尚未完全理解的光谱特征。
2018-08-22 astro-ph.HE
Galactic origin of ultrahigh energy cosmic rays
利用雅库茨克、AGASA、俄歇等台阵资料，分析了高能广泛空气簇射（EAS）的到达方向。首次用AGASA和俄歇阵列资料构造了粒子分布的天球等暴露图。利用雅库茨克、AGASA和俄歇阵列的观测数据，在E> 4.1019eV处观测到了宇宙粒子的大尺度各向异性。讨论了宇宙粒子的起源问题。
2009-02-16 astro-ph.HE
From DAMPE to LHAASO: Rigidity Scales and Composition Changes in Galactic Cosmic Rays
School of Astronomy and Space Science, Nanjing University（南京大学天文与空间科学学院）；State Key Laboratory of Particle Astrophysics & Experimental Physics Division & Computing Center, Institute of High Energy Physics, Chinese Academy of Sciences（中国科学院高能物理研究所粒子天体物理国家重点实验室、实验物理部及计算中心）
本文回顾DAMPE和LHAASO的宇宙射线测量，探讨不同粒子能谱在TeV-PeV范围的形状变化，发现刚性相似的谱软化及高能复杂演化，以揭示银河宇宙射线源和传播机制。
2026-09-09 astro-ph.HE
Cosmic rays from multiwavelength observations of the Galactic diffuse emission
宇宙射线（CR）在与银河系磁场（B场）、星际气体和辐射场相互作用时产生漫射辐射。这种扩散辐射从无线电、微波、X射线到高能伽马射线。由于普朗克、费米-LAT和甚高能切伦科夫望远镜最近的详细观测，漫射辐射大大增加了天体物理界的兴趣。观测这种发射并与详细的预测进行比较，以获得有关CR属性的信息，例如它们的密度，光谱，分布和在银河系中的传播。不幸的是，解开和表征这种弥漫性发射强烈依赖于知识的不确定性，未解决的来源，气体，辐射场，和B场，比整个银河系的CR。我们在这里报告最近的多波长观测银河系的漫发射，并讨论了漫发射产生的CR及其模型的不确定性，比较观测与预测。即将到来的望远镜的重要性，特别是平方公里阵列望远镜（SKA）和切伦科夫望远镜阵列（CTA），并在兆电子伏能量的未来任务也得到解决。
2016-01-25 astro-ph.HE
Are 10 EeV cosmic rays extragalactic? Theory of cosmic ray diffusion at high energy
俄歇合作组织已经报道了在8 EeV以上的宇宙射线的到达方向上的大尺度各向异性。偶极方向，距离银河系中心125 $^\circ$，被认为是这些宇宙射线起源于银河系外的指示。我们表明，无论是理论上和直接数值模拟，这不一定是真的。起源于银河系并在银河系磁场中扩散的中等质量原子核可能具有指向远离银河系中心的偶极各向异性。我们的理论预测四极各向异性的数量级相同的偶极子。
2018-07-26 astro-ph.HE
Impact of Cosmic Ray Transport on Galactic Winds
由于认识到宇宙射线可以有效地加速星系风，超新星和年轻恒星产生的宇宙射线的作用最近开始在星系形成和演化的研究中受到重视。宇宙线的微观输运过程是决定宇宙线风驱动效率的基础。以前的研究集中在通过恒定的扩散系数或通过流成比例的阿尔芬速度的宇宙线传输建模。然而，在主要是冷的中性气体中，宇宙射线可以比在电离介质中传播得更快，并且有效传输可以显著更大;即，宇宙射线可以与气体分离。我们进行三维磁流体动力学模拟补丁的星系盘，包括宇宙射线的影响。我们的模拟包括在寒冷的中性星际介质中宇宙射线的退耦。我们发现，相比于普通的扩散宇宙线传输的情况下，考虑去耦导致显着不同的风的性质，如气体密度和温度，显着更广泛的空间分布的宇宙射线，和更大的风速。这些结果对X射线、伽马射线和射电辐射，以及环星系介质的磁化和宇宙射线污染都有意义。
2018-02-23 astro-ph.HE
High-energy neutrino production from photo-hadronic interactions of gamma rays from Active Galactic Nuclei at source
最近的天文观测表明，活动星系核（AGN）是高能辐射源。例如，费米-LAT和赫斯望远镜已经探测到了几种活动星系核核心的伽马射线辐射。此外，皮埃尔·俄歇天文台还发现了超高能宇宙射线事件与活动星系核（如半人马座A）位置的相关性。这样，根据粒子物理学，宇宙射线和伽马射线与周围物质和辐射源的相互作用应该会产生高能中微子流。在这项工作中，从活动星系核的伽马辐射与源的气体和尘埃的相互作用所产生的扩散中微子通量的估计将被提交。
2013-08-14 astro-ph.HE
Implication of multiple source populations of Galactic cosmic rays from proton and helium spectra
Key Laboratory of Dark Matter and Space Astronomy, Purple Mountain Observatory, Chinese Academy of Sciences（中国科学院紫金山天文台暗物质与空间天文重点实验室）；School of Astronomy and Space Science, University of Science and Technology of China（中国科学技术大学天文与空间科学学院）
通过分析最新质子和氦谱的复杂硬化与软化结构，采用现象学拟合和空间依赖传播模型，表明银河宇宙线存在多个源群，并成功用两种源成分组合重现观测数据。
2026-05-27 astro-ph.HE
Cosmic Ray Origin: Lessons from Ultra-High-Energy Cosmic Rays and the Galactic/Extragalactic Transition
我们研究银河宇宙射线（GCR）的起源问题，根据光谱最高能量端的数据。我们认为，皮埃尔俄歇天文台和卡斯卡德-格兰德实验的数据表明，银河系和河外成分之间的过渡发生在脚踝的能量在全粒子宇宙射线谱，并在能量的顺序为$10^{17}$ eV的质子。银河系质子如此高的能量似乎很难与一般的观点相一致，即GCR是由单个超新星遗迹（SNRs）的前向激波的标准扩散激波加速过程加速的。我们还审查了各种困难的标准SNR-GCR连接，有关轻元素丰度的演变和显着的同位素异常。我们指出，银河系中超新星注入的大部分能量实际上是在超级气泡中释放的，因此这可能在宇宙射线的起源中发挥重要作用，并且可以以一种相当自然的方式解决标准SNR-GCR场景中的一些持续问题。
2014-10-09 astro-ph.HE
Observing Galactic Black Hole Sources in Hard X-rays
银河系黑洞源的观测传统上是在经典的X射线范围（2 - 10千电子伏），由于灵敏度的限制。然而，大多数吸积能量的辐射都在10 keV以上，对这些硬X射线源的研究有可能揭示吸积盘内部区域的辐射机制，据信，吸积盘是无数迷人特征的所在地，如喷流发射，高频QPO发射等。我将简要总结硬X射线的长期观测特征，如光谱状态识别，状态转换和偏振发射的暗示，并描述了新的见解，将提供即将到来的Astrosat卫星，特别强调的贡献，预计从CZT成像有效载荷。
2013-10-01 astro-ph.HE
Galactic Propagation of Cosmic Rays from Individual Supernova Remnants
人们普遍认为，超新星遗迹是观测到的宇宙射线通量达到膝盖的最佳候选源，即高达~PeV的能量。事实上，某些超新星遗迹的伽马射线光谱可以通过假设强子相互作用中产生的中性π介子衰变得到很好的解释。因此，拟合相应的伽马能谱使我们能够推导出局部注入银河系的源处的宇宙射线的能谱。使用这些光谱作为出发点，我们传播的宇宙射线通过银河系使用公开可用的GALPROP代码。在这里，我们将提出这些信噪比对总宇宙射线通量的贡献的第一个结果，并讨论其影响。
2015-01-26 astro-ph.HE
Neutrino yield from Galactic cosmic rays
利用事件发生器QGSJET-II计算了宇宙线核与气体碰撞的中微子产额。我们首先提出的一般特性和中微子产额的数值计算结果假设幂律通量的初级CR核。然后，我们使用三个参数化的银河系CR通量推导出的中微子产率的能量周围和膝盖以上。超过$\sim 10^{14}$ eV的中微子流的形状和归一化取决于所用的银河系CR流的组成，但通常由其质子组成。光谱形状和中微子通量的大小表明，冰立方过剩是没有连接到银河系海CRs的相互作用。如果这些事件中有一小部分起源于银河系，那么它们可能是由最近附近的银河系源周围的CR超密度造成的。
2014-10-28 astro-ph.HE
Can Cosmic Rays Interacting With Molecular Clouds Explain The Galactic Center Gamma-Ray Excess?
费米大天区望远镜的数据似乎有来自银河系中心（GC）内部150 pc的过量伽马射线。对此提出的主要解释是：一个未解决的人口毫秒双星（MSP），暗物质（DM）湮灭，和宇宙射线相互作用的分子云在GC。在这篇会议论文中，我们强调了[1]的一些宇宙射线结果。MSP和DM解释采用空间模板进行建模，该空间模板与具有内斜率$γ=1.2$的广义Navarro-Frenk-White（NFW）曲线的平方拟合良好。宇宙射线选项是用20厘米连续辐射银河脊模板模拟的。基于HESS残差的模板显示出类似的结果。伽玛射线过剩被认为是最适合的广义NFW平方模板和银河脊模板的组合。我们还发现每个模板的光谱在组合拟合中没有受到显著影响，并且与先前的单模板拟合一致。由于GC中分子气体的脊状形态，宇宙射线选项无法解释所有多余的伽马射线，这表明还需要DM湮灭和/或未解决的MSP群体。
2014-10-29 astro-ph.HE
Vela as the Source of Galactic Cosmic Rays above 100 TeV
考虑到局域超泡和各向异性扩散的影响，我们模拟了最近的年轻超新星残留Vela对局域宇宙线通量的贡献。这个源在宇宙线膝附近能量区的主要贡献可以自然地解释观测到的单个核群的通量及其总通量。加上前面提出的2- 300万年历史的本地CR源的CR通量，这两个本地源的合并通量可以很好地描述200 GeV到向河外CR跃迁的整个能量范围内的CR谱。
2018-12-09 astro-ph.HE
Diffuse Galactic Gamma Rays at Intermediate and High Latitudes, Constraints on ISM Properties
利用费米合作组最近公布的中高纬度（|b| > 10）、能量为1-100 GeV的银河系弥散γ射线的光谱数据，对银河系γ射线发射率进行了新的研究。我们专注于分析宇宙射线（CR）的传播特性，使用公开可用的DRAGON代码。我们严格解决一些模型的星际HI和H2气体分布在文献中常用的，以及测试各种传播模型。每个模型假设一个独特的全球配置文件的扩散和再加速的CR。拟合传播参数，以及测量的本地CR，如B/C比，质子，反质子和电子，正电子通量，我们评估的伽马射线谱在中高纬度地区，以进一步限制这些传播模型。
2011-10-26 astro-ph.HE
The Propagation of Cosmic Rays from the Galactic Wind Termination Shock: Back to the Galaxy?
尽管存在着几种关于宇宙射线起源于光谱“膝盖”和“脚踝”之间区域的理论，但这个问题仍然没有解决。各种观测表明，从银河系到河外源的过渡发生在这个能量范围内。在这项工作中，我们研究是否最终形成一个终止冲击银河系以外的银河系风可以作为一个可能的来源，在感兴趣的区域所观察到的流量。Bustard等人（2017）先前的工作估计，粒子可以被加速到“膝盖”以上的能量，高达$R_\mathrm{max} = 10^{16}$ eV，参数来自银河系风模型（Everett等人2017）。剩下的问题是加速的宇宙射线是否能传播回银河系。为了回答这个关键问题，我们模拟的宇宙射线的传播使用低能量扩展的CRPropa框架，通过随机微分方程的输运方程的解决方案的基础上。该设置包括所有相关过程，包括三维各向异性空间扩散，平流和相应的绝热冷却。我们发现，假设现实的冲击演化参数，一个可能的银河系终止冲击可以显着贡献的能量预算在“膝盖”区域及以上。我们估计由此产生的中微子通量，并发现它们低于IceCube的测量值和KM3NeT的限制。
2018-04-23 astro-ph.HE
Effects of the galactic magnetic field upon large scale anisotropies of extragalactic Cosmic Rays
到达地球的河外宇宙射线的到达方向的大尺度模式不同于通过银河磁场传播而到达银河晕的通量的到达方向。在这个过程中有两种不同的影响：轨道的偏转和（去）加速的电场组件由于银河系的旋转。宇宙线轨迹的偏转使得从某个方向到达晕的通量强度看起来是从另一个方向到达地球的。这适用于河外分布中的任何固有各向异性，或者甚至在没有固有各向异性的情况下，也适用于当观察者相对于宇宙射线静止坐标系移动时引起的偶极康普顿-吉丁各向异性。对于一个随太阳系运动的观测者来说，穿过银河系遥远区域的宇宙射线也会受到来自本地系统的相对运动（由于银河系的旋转）的电力，其中的场可以被认为是纯磁性的。这会产生粒子动量的微小变化，即使是各向同性的河外通量也会产生大尺度的各向异性。
2010-09-29 astro-ph.HE
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
The large-scale anisotropy and flux (de-)magnification of ultra-high-energy cosmic rays in the Galactic magnetic field
本研究利用新银河系磁场模型计算UHECR到达方向，发现偶极分量降低源于河外通量峰值与去放大边界重合，为探测源分布和磁场提供新工具。
2024-11-05 astro-ph.HE
Newly-Discovered Anomalies in Galactic Cosmic Rays: Time for Exotic Scenarios?
最近对1-500 GeV能量范围内的银河系宇宙射线（CR）的观测显示，它与所谓的“标准”有着惊人的偏差。“这些异常现象跨越了强子和轻子CR。我讨论的调查结果，挑战物理机制长期负责CR生产银河超新星遗迹（SNR）。我还考虑了一些新的物理粒子加速SNR冲击，这不是传统模型的一部分，但可以解释的异常。然而，在几个100 GeV的范围内，$e^{+}/e^{+}$比率中可能有20-30\%的过量仍然没有得到解释。如果未来的模型不能解释，它表明正电子的另一个来源，如暗物质衰变/湮灭或脉冲星的贡献。早期的努力来解释这两个$e^{+}/e^{-}$和$p$ /他异常的“标准”模型，通过调整信噪比的环境参数和多个来源进行了严格的评估。
2017-03-16 astro-ph.HE
A possible origin of gamma rays from the Fermi Bubbles
近年来最令人兴奋的发现之一是在银河系中心的上方和下方存在一对巨大的伽马射线发射区，即所谓的费米泡。这些气泡是由费米太空望远镜发现的，在银河系纬度上延伸到$\sim 50^\circ$，在银河系经度上有$\sim 40^\circ$宽。伽马射线发射也被发现与无线电，微波和X射线发射相关。气泡的起源和相关的非热排放仍然没有清楚地了解。对非热辐射的可能解释包括高速银河风/喷流从银河系中心注入宇宙射线，气泡内存在的多重冲击或等离子体湍流加速，以及与气泡膨胀相关的强冲击波加速。在本文中，我将讨论的伽马射线发射产生的可能性，银河宇宙射线主要是质子在银河系的扩散传播过程中注入。质子与气泡等离子体相互作用产生$π^\circ$ -衰变伽马射线，而同时，无线电和微波同步辐射由$π^{\pm}$衰变产生的次级电子/正电子产生。
2014-12-22 astro-ph.HE
Galactic PeV Neutrinos
冰立方实验已经探测到两个能量在1-10 PeV之间的中微子。它们可能来自银河系或银河系外的宇宙射线源。在目前的工作中，我们考虑的强子相互作用的弥漫非常高的能量宇宙射线与我们的银河系内的星际物质来解释PeV中微子事件在冰立方检测。我们还预计，随着PeV中微子事件的PeV伽马射线事件，如果观察到的PeV中微子产生在我们的银河系内的强子相互作用。PeV伽马射线不太可能从我们银河系以外的来源到达我们，因为宇宙背景辐射产生了对。我们认为，在未来的PeV的伽马射线和中微子的同时检测，它将有可能区分银河系和河外起源的非常高的能量中微子。
2013-07-16 astro-ph.HE
