The e-ASTROGAM gamma-ray space observatory for the multimessenger astronomy of the 2030s
e-ASTROGAM是一项突破性观测空间飞行任务的概念，该飞行任务携带一个伽马射线望远镜，专门研究光子能量范围从0.15 MeV到3 GeV的非热宇宙。能量下限可以被推低到低至30 keV的能量，以便用量热计探测伽马射线暴。该任务以先进的空间验证探测器技术为基础，具有前所未有的灵敏度、角度和能量分辨率，并具有出色的偏振测量能力。由于其在MeV-GeV域的性能，大大改进了其前身，e-ASTROGAM将打开一个关于非热宇宙的新窗口，对最强大的银河系和河外源进行开创性的观测，阐明其相对论流出的性质及其对周围环境的影响。e-ASTROGAM在MeV能量范围内的线灵敏度比以前和现在的仪器好一到两个数量级，它将确定关键同位素的起源，这对于理解超新星爆炸和银河系的化学演化至关重要。该任务将成为21世纪30年代多波长、多信使时域天文学的主要参与者，并为广大天文学界提供具有重大意义的独特数据，与LISA、LIGO、Virgo、KAGRA、爱因斯坦望远镜和宇宙探索者、IceCube-Gen 2和KM 3 NeT、SKA、ALMA、JWST、E-ELT、LSST、Athena和切伦科夫望远镜阵列等强大的天文台相辅相成。
2018-07-13 astro-ph.HE
Prospects for indirect dark matter searches with MeV photons
在过去的十年中，已经进行了广泛的研究，以寻找来自暗物质湮灭或衰变的暗物质粒子质量超过$\sim1$ GeV的光子信号。然而，由于目前的实验在MeV-GeV的能量，有时被称为“MeV的差距”，暗物质模型与MeV到亚GeV的粒子质量缺乏灵敏度迄今为止受到很少的关注。各种提议的MeV任务（例如，e-ASTROGAM或AMEGO）旨在在中期或长期内缩小这一差距。这一点，以及缺乏明确的暗物质信号在GeV-TeV范围内，使其相关的仔细重新考虑预期的实验仪器灵敏度在这个质量范围。亚GeV暗物质最常见的两体湮灭通道是中微子，电子，π介子或直接光子。其中，只有电子通道已被广泛研究，几乎完全在511千电子伏线的上下文中。在这项工作中，我们研究了在未来的MeV任务中探测MeV暗物质湮灭的前景，使用e-ASTROGAM作为参考，并专注于暗物质质量范围为1 MeV-3 GeV。在轻子湮灭的情况下，我们强调的重要性，往往被忽视的韧致辐射和飞行中的湮灭光谱功能，在许多情况下，提供了主导的伽马射线信号在这个制度。
2017-05-08 astro-ph.HE
Solar gamma rays and modulation of cosmic rays in the inner heliosphere
第一个从静止的太阳伽马射线发射的证据是在EGRET的档案数据中发现的，后来被费米-LAT的观测所证实。这种辐射是由银河系宇宙射线（CR）穿透内日光层并与太阳大气和可见光子相互作用而产生的。太阳辐射的特征在于两个空间和光谱上不同的组件：（i）盘发射由于太阳大气中的CR级联，和（ii）空间扩展的逆康普顿（IC）发射由于CR电子散射太阳光子。与银河系CRs相关的两个分量的强度与太阳活动水平反相关，在太阳活动极小期最亮。在本文中，我们讨论了更新的IC组件的排放模型的基础上CR测量在不同水平的太阳活动，我们作出预测的e-ASTROGAM和AMEGO，提出了低能量伽马射线任务。
2017-12-28 astro-ph.HE
Results on high energy galactic cosmic rays from the DAMPE space mission
DAMPE（暗物质粒子探测器）是2015年在500公里高度的太阳同步轨道上发射的一个卫星实验，从那时起，它一直在稳定的条件下获取数据。它的主要目标包括光谱测量到非常高的能量，宇宙电子/正电子和伽马射线高达数十TeV，质子和原子核高达数百TeV。探测器的主要特点包括32辐射长度的深量热计和大几何接受度，使DAMPE成为运行中最强大的空间仪器之一，以高统计和小系统学覆盖高达数百TeV的高能前沿。不同物种的光谱测量的结果显示和讨论。
2022-09-20 astro-ph.HE astro-ph.IM
Neutrino and Cascade Gamma-Ray Emission from Magnetized Turbulent Coronae in Seyfert Galaxies
本文假设塞弗特星系冕区磁化湍流加速质子产生高能中微子和伽马射线，揭示了中微子与X射线光度的关系，并提出MeV伽马射线可作为检验强子冕模型的关键多信使探针。
2025-11-01 astro-ph.HE
Imprints of Cosmic Rays in Multifrequency Observations of the Interstellar Emission
自从宇宙射线（CR）被发现以来，对它在银河系和日球层中传播的模拟取得了重大进展。然而，传播模型遭受许多参数的退化。更复杂的是，最近数据的精确性开始挑战现有的模型。为了解决这些问题，我们使用现有的多频观测的星际辐射从无线电到伽马射线，连同直接CR测量，研究本地星际光谱（LIS）和传播模型。结果表明，在不考虑太阳调制的情况下，电子激光干涉系统的特性得到了很好的描述，并提出了较好的传输模型。更准确地说，我们的分析得出了以下主要结论：（1）电子注入谱至少需要在几个GeV以下的中断;（2）即使与直接CR测量一致，产生具有从几百MeV到几个GeV的大全电子密度的LIS的传播模型也不受射电和γ射线观测的青睐;（3）在考虑太阳调制后，直接的CR测量代表了我们~1 kpc区域的质子LIS的通常假设受到了观测到的局部γ射线HI发射率的挑战。我们提供由此产生的质子LIS，全电子LIS和传播参数，基于同步加速器，伽马射线，和直接CR数据。提出了一个简单的扩散模型和一个试探性的扩散-再加速模型。各种型号的研究在银河系内区域的X射线和伽马射线。预测未来的伽马射线仪器（e-ASTROGAM和AMEGO）的星际发射。
2018-04-18 astro-ph.HE
A deep learning method for the trajectory reconstruction of cosmic rays with the DAMPE mission
本研究提出首个用于空间天体粒子任务的全机器学习径迹重建深度学习方法，在DAMPE实验中相比传统算法性能显著提升，可实现宽能区粒子电荷识别与极端能区宇宙线能谱测量，还大幅提高了量能器的粒子方向重建精度。
2022-11-29 astro-ph.HE astro-ph.IM physics.ins-det
The GRINTA hard X-ray mission: an Explorer of the Transient Sky
针对2030年代多信使天文学观测需求，提出GRINTA硬X射线任务概念，利用大面积大视场探测器和编码掩模望远镜在20 keV至10 MeV能段搜寻瞬变源并进行定位与跟进观测，以研究引力波对应体等MM事件。
2025-04-07 astro-ph.HE astro-ph.IM
Nuclear lines revealing the injection of cosmic rays in supernova remnants
在高能量下，来自超新星遗迹的伽马射线的强子起源仍然存在争议。假设观察到的伽马射线从沃尔夫-拉叶超新星遗迹Cas A是由于加速质子和离子，我们预测的核去激发线发射所产生的超新星喷出物中的重元素的相互作用。这个说明性的例子突出了MeV伽马射线观测宇宙射线的强子指纹的重要性。这些谱线可以通过未来的空间飞行任务在MeV波段进行观测，例如GRIPS，已向欧空局提出，GRIPS是一项使用伽马射线、X射线和近红外望远镜的全天观测飞行任务。在MeV伽马射线中，其灵敏度将比以前的任务提高40倍。
2011-06-06 astro-ph.HE
Search for Ultra High Energy Cosmic Rays from Space -- The JEM-EUSO Program
超高能宇宙射线（UHECR）的起源和性质在当代天体粒子物理学中仍然没有得到解决。要回答这些问题是相当具有挑战性的，因为极低的流量，每公里数$^2$每世纪在极端的能量（即E $>$ 5 $\times$ 10 $^{19}$ eV）。JEM-EUSO计划的中心目标是实现一项致力于UHECR科学的雄心勃勃的天基任务。一个超宽视场望远镜将从太空向下观察夜空，探测大气中UHECR产生的空气簇射发射的紫外光子。JEM-EUSO计划包括从地面（EUSO-TA），平流层气球（EUSO-Balloon，EUSO-SPB 1，EUSO-SPB 2）和空间（TUS，Mini-EUSO）使用荧光探测器的几个任务，以演示从空间进行的UHECR观测，并准备大型任务K-EUSO和POEMMA。我们回顾了与JEM-EUSO计划的开发项目相关的科学目标以及实现这些目标的技术成就。
2019-09-07 astro-ph.HE astro-ph.IM physics.ins-det
Circular polarisation of gamma rays as a probe of dark matter interactions with cosmic ray electrons
传统的间接暗物质（DM）搜索寻找来自天空的电磁辐射中的过量，这些电磁辐射不能归因于已知的天体物理来源。在这里，我们认为，光子偏振是一个重要的功能，以了解新的物理相互作用，可以利用，以提高我们的敏感性DM。特别是，圆偏振可以从超越标准模型相互作用中产生，如果它们违反宇称，并且参与相互作用的粒子数量不对称。在这项工作中，我们考虑了一个简化的模型为费米子（马约拉纳）DM和研究的圆极化伽马射线低于10 GeV的宇宙射线电子的散射DM。我们计算了银河系中心正负极化光子的微分通量，表明圆偏振度可达90%。最后，一旦对撞机和DM的约束条件已被考虑在内，我们估计所需的灵敏度从未来的实验来检测这个信号发现，虽然一个独特的峰值将存在于光子通量谱，在不久的将来观察是不太可能的。然而，在这项工作中没有考虑的不同来源或模型可能提供更高强度的通量，导致可能被e-ASTROGAM探测到。在发现的情况下，我们认为，极化分数是一个有价值的表征功能的新部门。
2021-11-22 astro-ph.HE hep-ph
MeV-GeV Polarimetry with $γ\to e^+e^-$: Asserting the Performance of Silicon Strip Detectors-Based Telescopes
伽马射线转换为$e^+e^-$对的偏振测量将为高能伽马射线天空打开一扇新的窗口，除其他外，它可以洞察恒星的辐射机制（曲率或同步加速器）或破译耀变体中伽马射线发射喷流的组成（轻子或轻强子）。基于均匀有源目标（气体探测器（MeV，HARPO）或乳剂（GeV，GRAINE）的偏振计的性能已经通过模拟和分析望远镜原型收集的线性偏振伽马射线束的数据进行了研究，并发现是优秀的。不过，目前的（费米LAT）、AGILE和未来的项目（AMEGO、ASTROGAM）伽马射线飞行任务使用的是基于硅条探测器（SSD）的主动目标。迄今为止，没有任何证据表明SSD的非零有效偏振不对称性，仅用模拟数据，并且从有效偏振不对称性的假设值获得灵敏度估计。我提出了一个表征的潜在的SSD为基础的主动目标的偏振与伽马射线转换对和各种方法的发展，以提高灵敏度。这项工作可以为从费米LAT和AGILE收集的十年数据中提供天空中最亮伽马射线源的偏振测量铺平道路，并指导未来任务的设计。
2022-09-01 astro-ph.HE astro-ph.IM
First Analysis of Jupiter in Gamma Rays and a New Search for Dark Matter
利用费米望远镜12年数据首次分析木星γ射线，未发现发射证据，但通过暗物质湮灭搜索，将散射截面限制在10^{-40} cm^2，灵敏度比直接探测高十个数量级。
2023-06-23 astro-ph.EP astro-ph.HE hep-ph
Experimental overview on Future Solar and Heliospheric research
太阳和日光层宇宙射线为宇宙射线研究提供了一个独特的视角：我们不仅可以观测粒子，而且可以利用现场高分辨率遥感仪器观测粒子在其中加速和传播的等离子体的特性。日光层宇宙射线观测通常需要空间任务，这面临着行星和天体物理学任务的严峻竞争，从最初的概念建议到实际观测宇宙射线可能需要数十年的时间。因此，宇宙射线任务时间轴必须具有连续性。在这篇综述中，我们回顾了太阳和日光层实验研究的现状和未来的展望。我们发现，现有的宇宙射线观测的现状是好的，但许多航天器接近其可行的任务寿命结束。我们描述了目前正在准备发射的三个任务，并讨论了太阳和日光层宇宙射线任务的未来前景。
2017-02-16 astro-ph.HE astro-ph.SR physics.space-ph
Revisiting the Earth's atmospheric scattering of X-ray/$γ$-rays and its effect on space observation: Implication for GRB spectral analysis
来自天体物理瞬变（如伽马射线暴）的入射高能光子中有相当一部分被地球大气层康普顿散射。这些光子有时被称为“反射成分”，对空间X射线/ $γ$射线仪器探测到的信号有贡献。因此，由这些仪器推断的源参数（例如位置、通量、光谱和偏振）的有效性和可靠性高度依赖于对该散射分量的准确估计。目前的特派团使用专门的反应矩阵来说明这些影响。然而，这些数据库并不容易适用于其他任务，包括许多即将到来的瞬态搜索和引力波高能电磁对应探测器。此外，在这些复杂的模拟可能的系统性影响还没有得到彻底的检查和验证的文献。我们正在调查的过程中，详细的蒙特卡罗模拟GEANT 4的低地球轨道（LEO）X射线探测器的效果。在这里，我们讨论了我们的模拟结果的形式的大气响应矩阵（ARM）和它的影响的任何系统误差在确定源的光谱特性。我们打算在不久的将来将我们的结果应用于AstroSat-CZTI观测此类源的数据处理和分析。我们的模拟输出和源代码将公开提供给大量即将到来的高能量瞬态任务使用，以及与其他任务的审查和系统比较
2021-05-20 astro-ph.HE astro-ph.IM
Thin and thick cloud top height retrieval algorithm with the Infrared Camera and LIDAR of the JEM-EUSO Space Mission
一个多世纪以来，宇宙射线的起源一直是个谜。JEM-EUSO是一个先驱天基望远镜，将设在国际空间站，其目的是通过观测大气层探测超高能宇宙射线和极高能宇宙射线。与地面望远镜不同，JEM-EUSO将从上方进行观察，因此，为了在多云条件下正确重建UHECR，JEM-EUSO的一个关键要素是大气监测系统（AMS）。该AMS包括一个空间合格的双光谱红外相机，将提供JEM-EUSO视场（FoV）中的云层覆盖范围和云顶高度，以及一个激光雷达，将测量拍摄方向的大气光学深度。在本文中，我们将解释云的影响，为确定的UHECR到达方向。此外，由于云顶高度的反演是关键的，在多云条件下的UHECR和EHECR事件的分析，反演算法，满足技术要求的JEM-EUSO红外相机重建云顶高度目前的报告。
2015-01-20 astro-ph.HE astro-ph.IM
Detection of Ultra High Energy Cosmic Rays and Neutrinos with Lunar Orbital Radio Telescope
超高能宇宙射线和中微子撞击月壤产生的粒子级联，由于月壤中存在过量的负电荷，通常会产生切伦科夫射电辐射，即Askaryan效应。已经进行了几次实验来探测月壤中的切伦科夫射电辐射。为了为未来的月球超长波长（ULW，频率低于30 MHz）射电天文任务做准备，我们研究了在月球轨道上运行的ULW射电望远镜对切伦科夫射电辐射的探测。我们进行了仪器建模和分析计算的孔径，流量和事件率的分析，分析表明切伦科夫辐射的可探测性。基于切伦科夫辐射的性质，我们已经证明，宇宙线和中微子事件可以重建与三个ULW矢量天线上的月球卫星通过测量的Askaryan无线电脉冲强度，偏振等，这项研究所获得的结果将是有用的，未来的月球无线电探测任务，其中UHE宇宙射线和中微子的探测可以成功尝试。
2023-01-27 astro-ph.HE astro-ph.IM
newASTROGAM -- The New MeV to GeV Gamma-ray Observatory
newASTROGAM是一项突破性空间任务概念，利用15 keV至3 GeV伽马射线研究非热宇宙，通过硅径迹仪等先进探测器技术实现前所未有的灵敏度，旨在解答致密天体、暗物质等基本天体物理问题。
2025-07-10 astro-ph.HE astro-ph.IM
Performance Evaluation of a silicon-based 6U Cubesat detector for soft $γ$-ray astronomy
本文提出一种用于MeV γ射线天文的硅基6U立方星载荷设计，仿真表明其在0.1-10 MeV灵敏度优于IBIS，约1 MeV处与COMPTEL相当，为低成本观测开辟新途径。
2024-05-28 astro-ph.HE astro-ph.IM
Gamma-ray detector and mission design simulations
本文综述了Gamma-ray天文学中模拟的应用与局限，涵盖广延大气簇射、探测器内粒子相互作用及读出电子学模拟，并介绍了相关软件包、性能指标与仪器响应函数对仪器设计与数据分析的重要性。
2022-06-24 astro-ph.HE astro-ph.IM
The GAMMA-400 Space Mission
伽马-400是一项新的空间任务，将安装在俄罗斯空间平台导航器上。计划在下一个十年开始时发射。伽马-400被设计用来同时研究伽马射线（高达3 TeV）和宇宙射线（电子和正电子从1 GeV到20 TeV，原子核高达10 $^{15}$ -10 $^{16}$ eV）。作为一个双重目的的任务，伽马-400将能够解决一些最具推动力的科学课题，如寻找暗物质的特征，宇宙射线的起源和传播，以及瞬变的性质。由于具有出色的能量和角分辨率，伽马-400将通过对银河系和河外伽马射线源、银河系和河外漫发射以及宇宙射线电子+正电子和原子核的光谱进行高精度测量，试图解决这些问题上的悬而未决的问题。
2015-02-10 astro-ph.HE astro-ph.IM
Polarimetry of $γ$-Rays Converting to $e^+e^-$ Pairs with Silicon-Pixel-Based Telescopes
本文针对下一代γ射线空间任务有望采用的硅像素探测器望远镜，研究了其用于γ射线转化为正负电子对的偏振测量潜力，证实其在选择效率和有效偏振不对称性上表现优异。
2024-06-27 astro-ph.HE astro-ph.IM physics.ins-det
Estimations of Elemental Abundances During Solar Flares Observed in Soft X-rays by the MinXSS-1 CubeSat Mission
本研究利用MinXSS-1立方星在软X射线波段观测的太阳耀斑数据，通过CHIANTI模型分析发现低FIP元素丰度在耀斑峰值时低于日冕值，与色球蒸发过程一致。
2023-08-30 astro-ph.HE astro-ph.SR
Multi-messenger tests of cosmic-ray acceleration in radiatively inefficient accretion flows
活动星系核（AGN）的核心被认为是IceCube中微子的来源，最近的数值模拟表明，Seyfert星系的热AGN日冕和低光度AGN（LLAGN）的辐射低效吸积流（RIAF）可能是离子加速的好场所。我们提出了详细的研究，在附近的LLAGNs的RIAF的高能量多信使发射的检测前景。我们构建了一个RIAF模型，可以再现附近LLAGN的当前X射线观测的观测特征。然后，我们计算了附近单个LLAGN的高能粒子发射，包括来自热电子的MeV伽马射线、非热质子产生的TeV-PeV中微子以及来自质子诱导电磁级联的亚GeV至亚TeV伽马射线。我们发现，虽然这些都超出了目前的设施，拟议未来的实验，如e-ASTROGAM和IceCube-Gen 2应该能够检测MeV的伽马射线和中微子，分别，否则他们可以放置有意义的约束模型的参数空间。另一方面，由于电磁级联引起的高能伽马射线的探测将是当前和不久的将来实验的挑战，例如费米望远镜和切伦科夫望远镜阵列。在随附的文件中，我们证明，LLAGNs可以是一个源的扩散软γ射线和TeV-PeV中微子背景，而在本文中，我们专注于多信使测试的前景，可以应用于揭示高能中微子和光子的性质从LLAGNs。
2019-12-02 astro-ph.HE hep-ph
Evaluation of the performance of a CdZnTe-based soft $γ$-ray detector for CubeSat payloads
本文提出了一种用于 CubeSat 的基于 CdZnTe 晶体量能器的软 $γ$ 射线载荷设计，通过模拟评估其性能并与现有仪器对比，为未来大型 MeV $γ$ 射线任务提供低成本探路者演示。
2024-01-18 astro-ph.HE astro-ph.IM
Concept and Analysis of a Satellite for Space-based Radio Detection of Ultra-high Energy Cosmic Rays
我们提出了一个超高能宇宙射线（UHECR）的在轨无线电探测的概念，它有可能提供每年约100个事件的收集率超过10 ^20 eV的能量。天气宽带轨道无线电探测器（SWORD）任务在这些能量下的高事件统计数据与星载天线阵列的指向能力相结合，可以使带电粒子天文学成为可能。探测器的概念是基于ANITA的成功探测UHECR，其中由扩展的空气簇射产生的地球同步辐射无线电信号被地球表面反射并在飞行中被探测到。
2013-02-06 astro-ph.HE astro-ph.IM
NASA ASTRA Initiative White Paper: Space-Based Mission for Ultrahigh Energy Particles
该研究为NASA ASTRA计划白皮书，提出发射天基天文台以观测超高能宇宙射线、甚高能中微子等极端能量信使，解决其本质未知的问题，为相关研究提供新平台。
2026-08-11 astro-ph.HE astro-ph.IM
Performance of the X-Calibur Hard X-Ray Polarimetry Mission during its 2018/19 Long-Duration Balloon Flight
X-Calibur是一个球载望远镜，测量15- 50 keV能量范围内的高能X射线的偏振。该仪器利用了X射线优先垂直于偏振方向散射的事实。在InFOCμS硬X射线反射镜的焦点处放置了一个铍散射元件，该元件由像素化的CZT探测器包围。该仪器于2018年12月29日从麦克默多（南极洲）发射了长时间气球（LDB）飞行，并获得了吸积动力脉冲星硬X射线偏振的第一个约束。在这里，我们描述的表征和校准的仪器在地面上，其在飞行过程中的性能，以及粒子背景的模拟和测量率的比较。指向系统和旋光仪实现了良好的投影性能。反符合系统的能量检测阈值被发现高于预期，它表现出意外的死时间。这两个问题将在未来的飞行中得到解决。总体而言，任务性能是标称的，结果将为计划于2022年夏季发射的后续任务XL-Calibur的设计提供信息。
2022-04-20 astro-ph.HE astro-ph.IM
The Atmospheric Monitoring System of the JEM-EUSO Space Mission
大气监测系统（AMS）是空间探测超高能宇宙射线（UHECR）和极高能宇宙射线（EHECR）任务的必备关键设备。JEM-EUSO有一个专门的大气监测系统，在我们了解望远镜视场（FoV）中的大气状况方面发挥着重要作用。我们的AMS由一个非常具有挑战性的空间红外相机和一个激光雷达设备组成，这些设备完全符合空间资格，以满足这次空间任务的科学要求。AMS将提供JEM-EUSO视场内的云量信息，以及云顶高度测量值（精度为500米）和每个空气簇射方向大气透射率的光学深度剖面图（精度为0.15度，分辨率为500米）。这将确保以优于30\%的一次能量和120 $g/cm^2$的EAS最大发展深度的精度测量原始UHECR的能量和EAS（广泛空气簇射）的最大发展深度，无论是在晴朗的天空中还是在光学厚云层之上的EAS最大发展深度。此外，一个非常新颖的辐射反演技术考虑激光雷达镜头作为校准点，这似乎是最有前途的反演算法正在开发中，推断云顶高度（CTH）的所有类型的云，厚和薄云在JEM-EUSO空间望远镜的视场。
2015-01-20 astro-ph.HE astro-ph.IM
StellarICS: Inverse Compton Emission from the Quiet Sun and Stars from keV to TeV
对伽马射线中安静太阳的研究始于十多年前，并迅速引起了广泛的兴趣。来自安静太阳的伽马射线是由宇宙射线（CR）与其表面（圆盘分量）和光子场（空间扩展逆康普顿分量，IC）相互作用产生的。后一个分量在接近太阳时最大，即使在大的角距离上也在背景之上，延伸到整个天空。首先用EGRET检测，现在用Fermi-LAT研究，具有高度统计学意义。IC组件的观测使我们能够获得CR电子和正电子接近太阳和日光层的太阳活动和极性的各个时期的信息。它们允许了解CR相互作用和传播接近恒星，在日光层和太阳表面，并了解太阳本身，它的环境和它的活动。对太阳观测的分析通常是模型驱动的。因此，在模型计算和精确的CR测量的约束条件的进步是及时和必要的。在这里，我们提出了我们的StellarICS代码来计算来自太阳和单颗恒星的伽马射线IC发射。该代码是公开的，它被科学界广泛用于分析费米LAT数据。Fermi-LAT协作组使用它来制作与FSSC费米工具一起发布的太阳模型。我们的模型为分析和解释太阳和恒星的高能数据提供了基础。在介绍了Fermi-LAT能量范围内的更新太阳IC模型的例子后，我们将模型扩展到keV，MeV和TeV能量，用于预测未来可能的望远镜，如AMEGO，GECCO，e-ASTROGAM，HAWC，LHAASO，SWGO和目前的X射线望远镜。我们还预测了一些最接近和最明亮的恒星。
2021-04-02 astro-ph.HE astro-ph.SR
Multiwavelength Astronomy and CTA: X-rays
我们讨论了未来的X射线仪器，正在开发中，可以有助于我们了解非热宇宙。由于现代X射线望远镜如Chandra，XMM-Newton，Suzaku和Swift的运作，最近在X射线天文学领域取得了很大进展，但更深入的研究有待未来的任务。这些未来的任务包括ASTROSAT，NuStar，e-ROSITA，ASTRO-H和GEMS，这些任务将在未来十年内实现，还有更大的项目，如Athena和LOFT，这些项目已被提议在2020年代完成。预计所有这些都将带来关于高能粒子和辐射的天体物理源的各种新的观测结果，即超新星遗迹、中子星、恒星质量黑洞、活动星系和星系团等。未来X射线仪器的运行将与费米LAT和切伦科夫望远镜阵列的运行并行进行。我们强调，X射线和伽马射线观测之间的协同作用特别重要，计划中的X射线任务与现代伽马射线观测站相结合，确实将提供对高能宇宙的更好的定性洞察。
2012-05-11 astro-ph.HE
Resolving Dark Matter Subhalos With Future Sub-GeV Gamma-Ray Telescopes
湮灭附近暗晕中的暗物质粒子可能会产生潜在的可观测到的伽马射线通量，而不会伴随着其他波长的辐射。此外，这种伽马射线辐射预计将在空间上扩展，为我们提供了一个强大的方式来区分暗物质从其他天体物理伽马射线源的subhalos。费米探测到了两个暗物质次晕候选者，它们表现出统计上显著的空间延伸程度（3FGL J2212.5+0703和3FGL J1924.8-1034）。有人认为，对这些观测结果最有可能的非暗物质解释是，它们实际上是多个附近的点源，在天空中彼此太近，无法单独分辨。在这项研究中，我们考虑下一代伽马射线望远镜的能力，空间分辨的伽马射线发射的subhalo候选人，专注于拟议的e-ASTROGAM任务。我们发现，这样的仪器可以显着澄清费米的暗物质subhalo候选人的性质，并提供了一个前所未有的灵敏度水平，在附近的subhalo湮灭暗物质的存在。
2017-09-25 astro-ph.CO astro-ph.GA astro-ph.HE
Improved limit on axion-like particles from gamma-ray data on Perseus cluster
在背景磁场存在下，类轴子粒子（ALP）与光子的耦合会影响伽马射线在磁化环境中的传播。这导致在星系团内或后面的源的伽马射线光谱的修改。我们在英仙座星系团中的射电星系NGC 1275的Fermi/LAT和MAGIC望远镜光谱中寻找ALP诱导效应。我们报告了一个数量级的改进上限的ALP-光子耦合常数，在0.1-10 neV的质量范围内从非检测的ALP印记的γ射线光谱。改进的上限延伸到ALP粒子可以形成暗物质的耦合范围。我们估计的灵敏度提高ALP搜索可实现的测量扩展到较低和较高的能量与e-ASTROGAM和CTA，并表明，γ射线探头的ALP与质量在$10^{-11}-10^{-7}$ eV范围将有订单的数量级更好的灵敏度相比，地面实验IAO。
2018-05-11 astro-ph.HE hep-ph
Study of the performance of the HEPD apparatus for the CSES mission
高能粒子探测器（HEPD）是CSES空间任务的有效载荷之一。CSES（中国地震电磁卫星）飞行任务将调查顶部电离层的结构和动态，将监测电场和磁场以及高能粒子波动，寻找它们与地球物理活动的相互关系，以便为从空间监测地震作出贡献。HEPD由意大利合作建造，有不同的目标。它将研究内范艾伦辐射带的时间稳定性、大气中被捕获粒子的沉淀和宇宙射线的低能部分（电子5 - 100 MeV，质子15 - 300 MeV）。本文介绍了该装置分离电子和质子以及鉴定原子核直至铁的性能研究。
2017-01-30 astro-ph.HE astro-ph.IM physics.ins-det
The Terzina payload on board the NUSES space mission
本文介绍NUSES任务上的Terzina切伦科夫望远镜载荷的设计、SiPM空间辐照与本底等挑战及应对方案，以观测数百PeV以上宇宙射线和中微子诱发的大气簇射。
2025-09-27 astro-ph.HE
The Extreme Sky - Seven Years of INTEGRAL
INTEGRAL任务已在~10-8000 keV的X射线和γ射线之间的过渡区域完成了七年的成功天空观测。已经实现了最初商定的任务目标，并获得了点源的高分辨率图像和核谱线的高分辨率光谱。新的发现已经取得，如X射线发射从嵌入式双星，硬发射尾巴从AXP和60 Fe放射性线;这些刺激了理论和观测研究，现在使INTEGRAL的一个宝贵的资产天文调查的高能量来源在整个天空。这篇文章总结了任务七年后的情况，并结束了2009年10月在意大利奥特朗托举行的七周年研讨会“极端天空”。
2010-05-07 astro-ph.HE
INTEGRAL serendipitous observations of solar and terrestrial X-rays and gamma rays
欧空局的INTEGRAL空间任务在太阳和地球物理学方面取得了独特的成果，尽管航天器的运行名义上排除了指向太阳或地球的可能性。然而，对于宇宙X射线背景（CXB）的特殊掩星观测，地球的回避是非常宽松的，在某些情况下可以探测到强烈的X射线极光发射。此外，最强烈的太阳耀斑可以足够明亮，从主要仪器的视野之外就可以探测到。本文首次介绍了INTEGRAL的极光观测，并回顾了对最强太阳耀斑的早期研究。最后，我们简要总结了地球辐射带的研究，这可以被认为是另一个偶然的科学与INTEGRAL的主题。
2021-04-13 astro-ph.EP astro-ph.HE astro-ph.SR
The All-sky Medium Energy Gamma-ray Observatory eXplorer (AMEGO-X) Mission Concept
全天空中能伽马射线天文台探测器（AMEGO-X）旨在识别和表征来自极端爆炸和加速器的伽马射线。主要的科学主题包括：超大质量黑洞及其与中微子和宇宙射线的联系;双中子星合并及其产生的相对论喷流;宇宙射线粒子加速源，包括银河超新星;以及在这一重要能量范围内对整个天空的其他天体物理事件和源进行连续监测。AMEGO-X将使用一台仪器探测中能伽马射线波段，其灵敏度比以前只能在空间实现的100 keV至1 GeV能量范围内的望远镜高出一个数量级。在为期三年的基线任务期间，AMEGO-X将每两个轨道观测几乎整个天空，建立一个敏感的伽马射线源和发射的全天空地图。AMEGO-X在最近的2021年NASA MIDEX机会公告中提交。
2022-11-04 astro-ph.HE astro-ph.IM
High-Energy Polarimetry - a new window to probe extreme physics in AGN jets
地面和空间观测站的灵敏度不断提高，使得有可能探测到几千个河外源的高能辐射（X射线和伽马射线）。在测量连续通量方面取得了巨大的进展，使我们能够进行成像，光谱和定时研究。高能天文学的一个重要挑战是测量偏振。测量偏振的能力目前正在X射线能量下实现（例如使用IXPE），并且能够测量偏振的灵敏伽马射线望远镜，例如AMEGO，AdEPT，e-ASTROGAM等，正在开发中。这些未来的伽马射线望远镜将探测来自活动星系核的相对论喷流的辐射机制和磁场，其空间尺度远小于该仪器连续观测所达到的角分辨率。在本白皮书中，我们讨论了高能偏振测量的科学潜力，特别是伽马射线偏振测量，包括理论意义和观测技术的进展。特别是，我们将探索主要的科学机会和丰富的信息预期从多波长偏振的协同作用，将带来多信使天文学。
2019-03-11 astro-ph.HE
Opening the path to hard X-/soft gamma-ray focussing: the ASTENA-pathfinder mission
硬X射线/软伽马射线天文学是瞬变、核和多信使天体物理学的一个重要领域。然而，空间定位，成像能力和灵敏度的测量是非常有限的能量范围> 70 keV。为了克服这些限制，我们提出了一个任务概念，ASTENA，提交给欧空局的计划航行2050。我们将报告ASTENA的开拓者，我们打算向意大利航天局提出建议，作为一个有国际参与的意大利特派团。它将基于ASTENA上的两台仪器之一：焦距为20 m的劳厄透镜，能够将50-700 keV通带中的硬X射线聚焦到3D位置敏感焦平面光谱仪中。透镜的聚焦特性和探测器的定位特性相结合，将提供无与伦比的成像和光谱能力，从而能够研究诸如伽马射线暴余辉、超新星爆炸、正电子湮灭线等现象。
2023-02-18 astro-ph.HE astro-ph.IM
DAMPE space mission: first data
DAMPE（暗物质粒子探测器）卫星于2015年12月17日发射，并在几天后开始数据采集操作。DAMPE具有大的几何因子（$\sim~0.3\ m^2\ sr$），并提供对电子、伽马射线和原子核的良好跟踪、量热和电荷测量。这将允许精确测量宇宙射线光谱，从几十个$GeV$到大约$100\ TeV$。特别地，与先前的实验相比，将以更高的精度探索$1-100\ TeV$之间的能量区域。各种子探测器允许在大的（主要是质子诱导的）背景上有效地识别电子信号。因此，将以从少量$GeV$到少量$TeV$的优异分辨率测量全电子谱，从而提供识别附近源的可能贡献的机会。报告介绍了飞行任务的目标和现状，以及在轨探测器的性能和来自空间的第一批数据。
2017-01-18 astro-ph.HE astro-ph.IM physics.ins-det
Monitoring Gamma Ray Bursts with the Zirè instrument onboard the NUSES space mission
本文研究NUSES任务Zirè仪器的高密度分段量能器作为伽马射线暴监测器的性能，通过计算有效面积、灵敏度和定时响应验证其可行性。
2025-09-20 astro-ph.HE astro-ph.IM
X-rays from Radio Millisecond Pulsars
银河系的旋转动力（又名无线电）毫秒双星（MSP）具有不同的X射线特性。高能MSP显示脉冲非热辐射从他们的磁层。双星MSPs主要有来自脉冲星风驱动的双星内激波的X射线辐射。典型的无线电MSP从其加热的磁极帽发射X射线。这些热发射MSP提供了一个机会，将有趣的约束条件后，长期追求的致密物质状态方程，使他们成为重要的目标，最近部署的中子星内部成分探测器（NICER）的X射线任务的调查。
2017-11-13 astro-ph.HE
Surprises in the Hard X-ray Sky
宇宙物体发射的电磁波频谱从无线电波到非常高能量的伽马射线。有些光谱区可以从地面观测到，但大多数光谱区需要空间仪器。某些光谱区域特别困难，例如硬X射线和MeV伽马射线。首先，在这个光谱范围内，光子与物质的相互作用最小。此外，直到最近才出现聚焦光学器件。INTEGRAL是欧空局领导的伽马射线观测飞行任务，旨在观测这一领域的天空。
2013-10-01 astro-ph.HE
GRIPS and its strong connections to the GeV and TeV bands
GRIPS计划成为由欧洲领导的下一个伟大的卫星探测任务;它将在电磁光谱的几个波段（红外线、X射线、MeV伽马射线）以前所未有的精度观测宇宙;特别是在伽马射线方面，GRIPS将能够弥合所谓的MeV差距，并回答GeV-TeV伽马射线观测提出的几个问题。我们将在这里讨论GeV-TeV伽马射线天体物理学的几个联系，特别是集中展示GRIPS在揭示宇宙射线起源方面的关键作用。
2011-06-06 astro-ph.HE
The JEM-EUSO Mission
JEM-EUSO飞行任务探索100 EeV以上极能宇宙射线的起源，并通过观测其到达方向和能量探索基本物理学的极限。它的设计目标是实现大于100万平方千米/年的曝光量，以开辟一条新的粒子天文学通道。这个直径约为2.5米的超宽视场（60度）望远镜从太空向下观察夜空，以探测EECR产生的巨大空气簇射发射的近紫外光子（330- 400 nm，荧光和切伦科夫光子）。包含500多个事件的到达方向图将告诉我们EECR的起源，并允许我们识别已知天体的最近EECR源。这将使他们能够在其他天文频道进行检查。这可能会导致对加速机制的理解，也许会在天体物理学和/或基础物理学中产生发现。空间分辨的单个源之间的能谱的比较将有助于澄清加速/发射机制，并最终确认Greisen-Zatsepin-Kuz'min过程，以验证Lorentz不变性直到γ~10^{11}。中性成分（中微子和伽马射线）也可以被检测到，如果它们的通量足够高。JEM-EUSO飞行任务计划于2015-2016财政年度左右由H2 B火箭发射，并由H2转移飞行器转移到国际空间站。它将附在“KIBO”的暴露设施外部实验平台上。
2011-01-10 astro-ph.HE
Latest results from the DAMPE space mission
暗物质粒子探测器（DAMPE）是一个天基粒子探测器，于2015年12月17日从中国酒泉卫星发射中心发射。DAMPE任务的主要目标是研究银河系宇宙射线（CR）、电子-正电子能谱、伽马射线天文学和间接暗物质搜索。在其子探测器中，深量热计使DAMPE能够测量高达10 TeV的电子和伽马射线光谱，以及高达数百TeV的CR核光谱，具有前所未有的能量分辨率。这个高能量区域对于寻找电子-正电子源、太空中的暗物质特征以及澄清银河系内的CR加速和传播机制非常重要。在这项工作中，将介绍DAMPE实验的一般概述，以及其主要结果和正在进行的活动。
2022-09-13 astro-ph.HE
Prospect of Studying Hard X- and Gamma-Rays from Type Ia Supernovae
我们进行多维，随时间变化的辐射传输模拟硬X射线和γ射线的排放，放射性衰变的56镍和56钴，为二维延迟爆轰模型的Ia型超新星（SNe Ia）。将合成光谱和光变曲线与当前和未来观测站的灵敏度进行比较，曝光时间为10^6秒。INTEGRAL上的SPI没有探测到SN 2011 fe在6.4 Mpc的伽马射线信号，这使得56 Ni的质量上限为\lesssim 1.0 Msun，与任何其他波长的观测结果无关。来自新形成的放射性物质的信号还没有从任何超新星Ia中令人信服地测量出来，但未来的X射线和伽马射线任务预计将加深可观测的范围，为重要的超新星Ia样本提供高能发射数据。我们预测NuStar（2012年发射）或ASTRO-H（计划于2014年发射）上的硬X射线探测器将达到\sim 15 Mpc的SNe Ia，即，每隔几年就有一个SN。此外，根据目前的结果，ASTRO-H上的软伽马射线探测器将能够探测到高达\sim 25 Mpc的158 keV谱线发射，即，每年都有几个SNE IA。拟议的下一代伽马射线飞行任务，GRIPS在\sim 20 - 35 Mpc的MeV能达到Ia型超新星。这将为爆炸模型提供新的诊断和强有力的约束，直接探测超新星光的主要能量来源。
2012-10-17 astro-ph.HE astro-ph.SR
The Jem-Euso Mission
JEM-EUSO是一项空间科学任务，旨在探索宇宙的极端能量和物理学。它的仪器将观察地球的黑暗面，并将探测由超高能宇宙射线（10 ^18 eV以上的UHECR）或极高能宇宙射线（EHECR）粒子（例如，高于约10^20 eV）。像后者这样的高刚性粒子几乎是从它的起源通过我们银河系的磁场直线到达的，预计将使我们能够通过它的到达方向来追踪源位置。这种性质可以打开带电粒子新天文学的大门。在包括倾斜模式在内的五年运行中，JEM-EUSO将利用GZK截止光谱探测到至少1,000个E>7x10^19 eV的事件。它可以确定GZK到超GZK区的能谱和源位置，统计精度为百分之几。JEM-EUSO计划由氢转移飞行器（HTV）部署，并将连接到国际空间站的日本实验舱/曝光设施（JEM/EF）。日本宇宙航空研究开发机构已选定JEM-EUSO作为2010年代初至中期发射的JEM/EF第二阶段利用的候选飞行任务之一。
2009-10-21 astro-ph.HE astro-ph.IM
EUSO-SPB2 Fluorescence Telescope in-flight performance and preliminary results
本研究介绍了EUSO-SPB2任务中荧光望远镜的构造、预期性能与飞行情况，虽因飞行缩短未实现亚轨道紫外荧光测UHECRs的目标，但为后续POEMMA等卫星任务提供了基础。
2023-08-25 astro-ph.HE astro-ph.IM
Fundamentals of impulsive energy release in the corona
本文指出，在太阳活动第26周期峰值期（约2036年）进行X射线、伽马射线和极紫外波段的协同观测，对理解日冕脉冲能量释放、粒子加速及空间天气事件起源至关重要，并可通过旗舰任务或FIERCE等任务组合实现。
2023-06-20 astro-ph.HE astro-ph.IM astro-ph.SR
The Extreme Universe Observatory on a Super-Pressure Balloon II: Mission, Payload, and Flight
本文介绍 EUSO-SPB2 探路者任务，旨在验证空间观测 UHECR 荧光和 PeV 宇宙线切伦科夫光技术，虽飞行短暂，仍成功调试仪器并记录候选事件。
2025-05-27 astro-ph.HE astro-ph.IM
Prospects of detecting a large-scale anisotropy of ultra-high-energy cosmic rays from a nearby source with the K-EUSO orbital telescope
KLYPVE-EUSO（K-EUSO）是计划中的超高能宇宙射线轨道探测器，将部署在国际空间站上。预计K-EUSO在天球上的照射量是均匀的，在两年的飞行任务中，在57 EeV以上的能量下记录120至500个UHECR。我们采用TransportCR和CRPropa 3软件包来估计用K-EUSO探测来自附近源的超高能宇宙射线的大尺度各向异性的前景。附近的活动星系核半人马座A、M82、NGC 253、M87和天炉座A被认为是UHECR的可能来源。为了确定性，选择了Kachelriess、Kalashev、Ostapchenko和Semikoz（2017）提出的河外宇宙射线和中微子的极小模型。我们证明，观察$\gtrsim300$事件将允许检测一个大规模的各向异性提供的分数从源事件是$\simeq$ 10- 15%，取决于一个特定的源具有高的置信水平。阈值分数随着样本量的增加而减小。我们还讨论了如果一个overdensity起源于附近的源可以观察到在脚踝周围的情况下，发现一个类似的各向异性超过57 EeV。结果是通用的，并为其他未来的实验与均匀曝光的天球。
2019-08-15 astro-ph.HE astro-ph.IM
High Statistics Measurement of the Positron Fraction in Primary Cosmic Rays with the Alpha Magnetic Spectrometer on the International Space Station
本文介绍了AMS-02对初级宇宙射线中正电子分数的精密测量。在过去的二十年里，人们对宇宙射线正电子部分产生了浓厚的兴趣，这些正电子部分表现出过量的高能正电子，其起源仍然高度不确定。阿尔法磁谱仪（AMS-02）是一个通用高能粒子物理探测器，自2011年5月以来一直在国际空间站运行。在其独特的长期任务中，AMS-02正在收集大量数据，以前所未有的精度研究宇宙射线电子和正电子的行为。该测量表明，正电子分数表现出从1到8 GeV的快速下降，然后稳定增加。我们表明，275 GeV以上的正电子分数不再表现出增加的能量。
2016-12-30 astro-ph.HE
