Evolution of high-energy particle distribution in Supernova Remnants
超新星遗迹被认为是银河系宇宙射线的主要贡献者。然而，SNRs中捕获的高能粒子与在地球上观测到的宇宙射线之间的关系仍然不清楚。本文利用简单的单区发射模型拟合了35个信噪比的谱能量分布，并分析了模型参数的相关性，揭示了信噪比中高能粒子分布的演化规律。我们发现：（1）对于所有的信噪比，粒子分布总体上可以用一个高能截断的破缺幂律函数来描述;（2）随着信噪比的老化，低能谱变硬，破缺能降低;（3）对于大多数中年信噪比，电子的能量损失时间尺度在高-能量截止近似等于相应的残余物的年龄，这意味着非常高能量的电子加速的淬灭;对于年轻的SNR，这个能量损失时间尺度比SNR的年龄短，这意味着在截止能量处的连续电子加速;对于一些老的SNR，能量损失时间尺度比相应的年龄长，这可能表明更高能量的粒子从SNR逃逸。最后，我们评论这些结果对银河系宇宙射线的SNR起源的影响。
2018-11-30 astro-ph.HE hep-ph
Electron Acceleration in Middle-age Shell-type $γ$-Ray Supernova Remnants
在过去的十年中，超新星遗迹（SNRs）的$γ$射线观测和精确的宇宙射线（CR）光谱测量大大提高了我们对SNRs中粒子加速的理解。结合对大样本超新星遗迹的多波长观测，提出了最高能量粒子主要在年轻遗迹中加速，而中、老超新星遗迹加速粒子的最大能量随着激波速度的降低而迅速降低的结论。如果SNR占主导地位的CR通量在地球上观察到的，大量的粒子需要在旧SNR的软CR光谱加速，即使他们不能产生非常高的能量CR。利用射电、X射线和$γ$射线对7个中龄壳层型超新星遗迹进行观测，通过一个简单的单区轻子发射模型，得到了这些遗迹中高能电子的分布，并发现它们的光谱演化与这种情况是一致的。特别是，我们发现，在中年SNR与年龄的$t$的冲击粒子加速可以描述由一个统一的模型与最大能量减少为$t^{-3.1}$和GeV的电子数增加$t^{2.5}$在没有逃脱SNR。
2019-05-05 astro-ph.HE
Global Constraints on Diffusive Particle Acceleration by Strong Nonrelativistic Shocks
通过观测估算超新星遗迹中宇宙线加速效率$ ε$是一项具有挑战性的工作。基于Rankine-Hugoniot激波条件，我们发现了$ ε$和相对论粒子分布的幂律谱指数$ α$之间的关系，这意味着在具有较硬射电谱的较老SNR中，通过扩散粒子加速产生更有效的加速。然后，可以从一些硬无线电频谱指数测量来估计$ ε$。假设强激波下游的粒子分布为非相对论性麦克斯韦分布加上高能截断的相对论性幂律分布，我们还发现相对论性粒子的注入率$ η$需要为$ \gtrsim 10^{-6} $才能显著降低信噪比中的绝热指数，这意味着更高的压缩比和更低的$ α$值。$ η$的这个阈值随着激波速度$ u_1 $而增加，这可以解释具有较低$ u_1 $的较老SNR的相对较硬的无线电频谱。我们表明，$ η$和/或相对论截止动量$ p_\text{m} $需要为低的旧SNR，并期望随着SNR的逐渐降低$ η$和$ p_\text{m} $的演变，$ ε$逐渐增加。
2018-12-20 astro-ph.HE
X-ray Luminosity of Decades-Old Supernovae
从超新星（SNe）到超新星遗迹（SNRs）的转变仍然知之甚少，因为两者之间的年龄差距已经得到了很好的研究。为了弥合这一差距，我们分析了钱德拉天文台在X射线中探测到的一些最古老的超新星的档案数据，以便将它们的光变曲线延长到晚期。我们用热模型拟合了光谱。发现具有多个X射线数据点的所有SNe具有相似的X射线光度，其随时间而降低。当SNe在风介质中演化时，X射线光度可能会继续降低，但当SNe与恒定密度的星际介质相互作用时，预计在Sedov阶段会增加，使其与观测到的SNR一致。
2021-08-21 astro-ph.HE
From Supernova to Remnant: Tracking the Evolution of the Oldest Known X-ray Supernovae
核心坍缩超新星（SNe）扩展到由前SN祖先的风产生的介质中。SN爆炸和产生的冲击波加热周围的等离子体，产生热X射线发射，这取决于发射材料的密度。跟踪X射线光度的变化，在很长一段时间内，从而允许调查的SN冲击波的运动学，周围介质的结构，和祖星的性质。本文分析了五颗已知最古老的X射线超新星SN 1970 G、SN 1968 D、SN 1959 D、SN 1957 D和SN 1941 C的X射线观测资料，目的是重建它们几十年来的光变曲线。对于那些我们可以提取多历元数据的超新星，X射线光度似乎随着时间的推移而下降，尽管误差很大。SN 1970 G的X射线发射在以后的时期没有增加，与以前的报告相反。所有五颗超新星的X射线亮度都相当。我们将这些超新星的晚期X射线光度与银河系中几百年前的超新星遗迹（SNRs）的光度进行了比较，发现当考虑到这种暂时的下降时，本文所研究的老SNe的光度可能会在几百年内下降到一些年轻SNRs的光度以下。然而，X射线亮度应开始增加，作为SNe扩大在Sedov阶段，从而达到所观察到的SNR。
2020-08-20 astro-ph.HE
A GeV to TeV view of shell-type SNRs
超新星遗迹（SNRs）壳层的激波加速被假设为产生大量银河宇宙射线的机制，可能高达PeV的能量。一些信噪比已经被证明可以将宇宙射线加速到TeV能量或更高。但是，哪些SNRs确实是质子和原子核的有效加速器呢？它们能有效加速粒子的最大能量是多少？非热辐射的测量，特别是在伽马射线领域，是回答这些问题的关键。高海拔水切伦科夫（HAWC）天文台，测量北部TeV伽马射线天空，是目前VHE（甚高能量，>100 GeV）范围内最灵敏的宽视场测量仪器，并记录了五年多的数据。费米卫星上的大面积望远镜（LAT）已经测量了十多年的GeV伽马射线天空。结合这两种仪器的测量，可以研究SNR在许多数量级能量上的伽马射线发射。在这次演讲中，我将展示VHE伽马射线发射的测量费米-LAT探测SNRs与HAWC天文台。
2021-08-05 astro-ph.HE
The Age Evolution of the Radio Morphology of Supernova Remnants
最近的流体动力学模型的超新星遗迹（SNRs）表明，它们的演变在很大程度上取决于周围介质的不均匀性。随着信噪比的扩大，它们的形态受到其环境的不均匀和湍流结构的影响，这反映在它们的无线电连续辐射中。在本文中，我们测量了96个SNR的无线电连续图像的不对称性，从三个调查的银河平面和比较这些结果的SNR的半径，我们用它作为代理他们的年龄。我们发现，较大的（老）信噪比更椭圆/拉长，更镜像不对称比较小的（年轻）信噪比，虽然后者的不对称程度不同。这一结果表明，SNR壳变得更加不对称，因为他们扫了星际介质（ISM），在流体动力学模型中预测的SNR扩展在多相或湍流ISM。
2019-08-16 astro-ph.HE
The 1st Fermi LAT SNR Catalog: Probing the Gamma-ray Population
虽然超新星遗迹（SNRs）被广泛认为是强大的加速器，但证据主要来自少数经过充分研究的案例。在这里，我们系统地确定了所有已知的银河系SNRs的伽马射线发射，将它们从银河系宇宙射线的海洋中分离出来。使用费米LAT数据，我们的特点是GeV的排放在所有地区的信噪比，占系统的不确定性所造成的源混淆，扩散排放模型，仪器响应。通过空间延伸或TeV能量的探测，发现了十几个遗迹，潜在的关联超过40个。从这个群体的研究，两个明确的类别的伽马射线发射信噪比出现：年轻的残余物和那些与致密介质相互作用。这个大的统计样本也揭示了GeV和射电通量之间可能的相关性。越来越多的识别SNRs将有助于解开的年龄和环境的影响，在高能量的SNRs的总属性。
2013-07-24 astro-ph.HE
Radio and X-ray observations of Five TeV SNRs
我们简要地总结了最近的结果，从无线电和X射线观测的五个TeV信噪比。本文重点对5 TeV信噪比HESS J1732-347/SNR G353.6-0.7的运动学距离进行了重新测量（3.2 kpc），HESS J1834-087/G23.3-0.3（同样为W 41，4.0 kpc），HESS J1833-105/G21.5-0.9（4.8 kpc），HESS J1846-029/G29.7-0.3（Kes 75，6.3 kpc）和TeV SNR G54.1-0.3（6.5 kpc），并研究两个旧SNR（G353.6-0.7和W 41）的非热X射线发射。这不仅可以约束TeV信噪比的基本物理性质，而且有助于揭示TeV伽马射线在信噪比中的加速机制，这些机制要么与信噪比有关，要么与脉冲星风星云有关。
2010-10-01 astro-ph.GA astro-ph.HE
The 1st Fermi LAT SNR Catalog: Constraining the Cosmic Ray Contribution
尽管有诱人的证据表明超新星遗迹（SNRs）是银河系宇宙射线（CR）的来源，包括最近探测到两个SNRs的强子伽马射线发射的光谱特征，但它们的起源仍然难以捉摸。我们解决了长期存在的问题银河CR核的起源，使用我们的统计学显着的GeV SNR样本估计直接观察到的CR的SNR的贡献。CR和周围的气体之间的相互作用附近的SNR发射光子通过π衰变在GeV的能量，提供了一个原位示踪剂CR，否则直接测量气球和卫星实验在地球附近。到目前为止，费米LAT SNR目录已经检测到50多个SNR和具有各种属性的潜在关联，但所有这些都仍然是可能的加速器。我们调查的GeV和多波长（MW）的SNRs的发射，以限制其最大的贡献，观察银河系CR。我们的工作表明，需要改进以前足够的简单模型描述这些对象的GeV和MW的排放。
2013-07-24 astro-ph.HE
Modelling and simulations of supernova remnants: a short review focused on recent progress in morphological studies
超新星遗迹（SNRs）是超新星（SNe，核心坍缩或热核）的产物。残留物是恒星喷出物与其周围环境介质相互作用的结果。年轻的信噪比的特点是强烈的冲击，加热和蒸发气体，产生磁流体动力学湍流，并加速粒子的相对论能量。它们辐射所有波长，特别是在X射线领域，光谱成像观测可以提供丰富的信息。本文介绍了最近的进展，在建模的信噪比，特别是通过数值模拟，并侧重于三维方面。在第一部分中，我们将考虑SNRs作为宇宙射线（CR）的产生者。如果SNRs是足够有效的加速器，可以为CRs的银河组件提供动力，这必须对它们的动力学产生可见的影响，因此对等离子体的热发射以及它们的非热发射也有影响。在第二部分中，我们将考虑信噪比作为爆炸机制的探针。现在是时候将SNe的多维模拟和SNRs的模拟连接起来，从而打开通过SNRs的动力学和形态学研究爆炸机制的可能性。
2020-02-17 astro-ph.HE
Axion Echos from the Supernova Graveyard
由天空中的光源引发的轴子暗物质的受激衰变可以沿着视线的延续产生光子通量，指向源的后方。这种所谓的轴子“回波”信号的强度取决于源的整个历史，并且仍然可能来自今天暗淡但过去具有大通量密度的源，例如超新星遗迹（SNRs）。这种回波信号在无线电波段最容易观测到。我们研究了射电望远镜，如平方公里阵列（SKA）的信噪比，已经观察到的回波信号产生的灵敏度，并表明SKA可以达到$g_{aγγ} \sim \mathcal{O}(10^{-11}) \,\mathrm{GeV}^{-1}$级的轴子质量$m_a \lesssim 10^{-5}\;\mathrm{eV}$的轴子光子耦合。此外，我们还预测了来自旧SNRs和新诞生的超新星的信号的检测范围，这些信号可以在未来被检测到。有趣的是，可观测到的回波信号可能来自旧的“幽灵”SNR，这些SNR在过去非常明亮，但现在太暗了，以至于没有被观测到。
2022-04-20 astro-ph.CO astro-ph.GA astro-ph.HE
On the formation of over-ionized plasma in evolved supernova remnants
围绕超新星遗迹（SNRs）中发现的丰富多样性的一个突出的谜团是最近发现的一些动态演化物体的过度电离或重组等离子体。为了帮助破译其形成机制，我们已经开发了一个新的模拟框架，能够模拟SNR中等离子体电离状态的时间演化。该平台是基于一个一维的流体动力学代码耦合到一个完全依赖于时间的非平衡电离计算，伴随着光谱合成代码生成空间分辨宽带X射线光谱信噪比在任意年龄。我们进行了一个全面的参数调查，以调查不同的拱星环境的电离状态演变的SNR高达几十万年的影响。一个二维的参数空间，跨越阵列的星际介质（ISM）的密度和质量损失率的祖先，是用来创建一个网格的模型，为周围的环境中，核心崩溃爆炸被触发。我们的研究结果表明，重组等离子体可以成功地再现的情况下，一个年轻的SNR（几个100至1,000岁）在空间上扩展的低密度风快速膨胀，一个老SNR（>几个1,000岁）在一个密集的ISM膨胀，或一个老SNR从一个封闭的密集的风区爆发到一个稀薄的ISM。最后，我们的模型面对进化的SNR的观察，除了几个异常值之外，发现总体上一致。
2022-08-29 astro-ph.HE
Radio observations of Supernova Remnants and the surrounding molecular gas
超新星遗迹（SNRs）被认为是银河系宇宙射线（CR）的主要来源。强SNR冲击为至少10^14 eV/核子的粒子提供了理想的加速位点。以良好的灵敏度和高角分辨率进行的SNR的无线电连续研究传达了关于SNR的三个主要方面的信息：形态、极化和频谱。基于这些信息，可以定位更高压缩和粒子加速的位置以及磁场的方向和有序度，在某些情况下甚至是其强度。所有这些信息，当与周围星际气体的分布和运动学的研究补充，结果在一个非常有用的数据集，以调查的作用，信噪比作为宇宙射线加速器。在本演讲中，我分析了SNR和周围分子云的无线电观测，展示了这些研究对理解SNR作为CR工厂的作用的贡献。
2011-11-07 astro-ph.HE
A GeV source in the direction of Supernova Remnant CTB 37B
超新星遗迹是银河系宇宙射线最有吸引力的加速场候选者。我们报告了费米大面积望远镜（Fermi-LAT）在壳型SNR CTB 37 B附近记录的8次事件中探测到GeV $γ$射线发射，该壳型SNR CTB 37 B可能与TeV $γ-$射线源HESS J1713-381有关。在$0.5-500$ GeV能量范围内，CTB 37 B的光子谱符合指数为$1.89\pm0.08$的幂律，在几百GeV能量范围内，测量的通量与HESS J1713-381的通量平滑连接.没有发现明显的空间延伸和时间变化。多波长数据可以很好地拟合轻子模型或强子模型。然而，这两个模型的参数表明更有效的粒子加速比典型的SNR。同时，CTB 37 B的X射线和$γ$射线光谱特性表明，它是一个有趣的源，桥接了以非热发射为主的年轻SNR和与分子云相互作用的老SNR。
2016-01-28 astro-ph.HE hep-ph
Diffuse neutrinos from extragalactic supernova remnants: Dominating the 100 TeV IceCube flux
冰立方测量了TeV-PeV中微子的扩散天体物理通量。最合理的来源是独特的高能宇宙射线加速器，如超新星遗迹（HNR）和星爆星系中的伽马射线暴遗迹，它们可以产生具有所需能量和丰度的初级宇宙射线。然而，在这种情况下，比HNR丰富得多的普通超新星遗迹（SNRs）在高达100-150 TeV的能量范围内产生相当或更大的中微子通量，这意味着冰立方信号在这些能量附近的光谱中断。高达这一百TeV能量的扩散通量中的SNR贡献提供了一个自然的基线，然后约束预期的PeV通量。
2015-05-18 astro-ph.HE hep-ph
A systematic comparison of ionization temperatures between ionizing and recombining plasmas in supernova remnants
超新星遗迹（SNRs）中等离子体的温度在激波加热后最初非常低。库仑作用使电子温度（kT_{e}）迅速升高，高能电子逐渐与原子碰撞，使电离温度（kT_{i}）升高。观察到的事实是，大多数青年和中老年SNR在冲击加热后具有低于kT_{e}的kT_{i}。在壳状信噪比的温度演化已解释了这种电离等离子体（IP）的情况。另一方面，在过去的十年中，发现混合形态SNR的显著部分表现出具有比kT_{e}更高的kT_{i}的重组血浆（RP）。RP-SNRs的起源和演化机制一直是个谜。针对这一问题，本文利用朱雀星后续观测结果，给出了kT_{e}和kT_{i}廓线，并提出了IP和RP SNR温度和形态演化的新设想。
2021-04-06 astro-ph.HE
Multiwavelength Analysis of Galactic Supernova Remnants
本研究利用Naima对超新星遗迹进行多波长SED建模，比较纯轻子与轻子-强子情形，发现多数遗迹支持强子贡献，并识别潜在PeVatrons。
2023-04-20 astro-ph.HE
Systematically characterizing regions of the First Fermi-LAT SNR Catalog
虽然超新星遗迹（SNRs）被广泛认为是强大的宇宙射线加速器，但间接证据来自少数经过充分研究的案例。在这里，我们系统地确定费米大面积望远镜（LAT）从所有已知的银河系SNR检测到的伽马射线发射，将它们从银河系平面中宇宙射线产生的光子的海洋中分离出来。使用LAT数据，我们的特点是1-100 GeV的排放在279个地区含有信噪比，占系统的不确定性所造成的源混淆和仪器响应。我们还开发了一种方法来探索一些系统的影响SNR性能所造成的星际发射（IEM）的建模。IEM对SNR所在区域的伽马射线发射有很大贡献。为了探索系统性，我们考虑不同的模型构造方法，不同的模型输入参数，并独立地将模型组件拟合到伽马射线数据。我们将详细描述这种分析方法。在第一费米LAT SNR目录中，使用与无线电位置的空间重叠，有30个源被分类为SNR。对于所有剩余的区域，我们评估了SNR排放的上限。在这项工作中，我们将提出一项研究的总特征的信噪比，如GeV和无线电的大小以及通量和光谱指数和TeV之间的比较。
2015-07-13 astro-ph.HE
Cosmic Ray Antiprotons from Nearby Cosmic Accelerators
PAMELA实验测量的反质子通量可能来自银河系的宇宙射线源。这些反质子预计将在宇宙射线质子和原子核与冷质子的相互作用中产生。伽马射线也在某些宇宙加速器内部的类似相互作用中产生。我们考虑费米LAT观测到的几个附近的超新星遗迹。其中许多与分子云有关。伽马射线已被检测到从这些来源，最有可能起源于衰变的中性介子产生的强子相互作用。利用这些信噪比观测到的γ射线通量，分析了它们对地球附近观测到的宇宙射线反质子通量的贡献。
2015-01-07 astro-ph.HE
VHE gamma-ray observations of the young synchrotron-dominated SNRs G1.9+0.3 and G330.2+1.0 with H.E.S.S
超新星遗迹（SNR）被广泛认为是宇宙射线（CR）的加速器。它们还有望通过高能粒子与周围介质和光子场的相互作用产生极高能（VHE; $E > 100$ GeV）伽马射线。因此，它们是像H.E.S.S. S这样的地面成像大气切伦科夫望远镜观测的有希望的目标。望远镜阵列VHE伽马射线辐射已经从一些SNRs中被发现，使它们成为VHE领域中的一个突出的源类。特别令人感兴趣的是其X射线光谱由非热同步辐射主导的少数SNR，例如VHE伽马射线发射器RX J0852.0-4622（Vela Jr.）和RX J1713-3946。壳型SNR G1.9+0.3和G330.2+1.0也属于这个子类，并且还因其年轻的年龄（$\leq 1$ kyr）而更加引人注目，特别是G1.9+0.3，它最近被确定为银河系中最年轻的SNR（$\sim100$ yr）。这些独特的特征促使H.E.S.S.进行调查。寻找VHE伽马射线H.E.S.S.观测和分析，以及潜在的粒子加速情景的影响。
2012-03-12 astro-ph.GA astro-ph.HE
Constraining Explosion Type of Young Supernova Remnants Using 24 Micron Emission Morphology
确定超新星遗迹（SNRs）的爆炸类型可能是具有挑战性的，因为SNRs有数百到数千年的历史，而超新星（SNe）是根据爆炸后几天的光谱特性进行分类的。先前对银河系和大麦云（LMC）超新星的热X射线辐射的研究表明，Ia型和核心坍缩（CC）超新星具有统计上不同的对称性，因此可以根据它们的X射线形态对这些源进行分类。在本文中，我们扩展了相同的技术，多极扩展技术，使用功率比，红外（IR）图像的信噪比，以测试它们是否可以使用其温暖的尘埃排放的对称性，以及类型。我们分析了档案斯皮策太空望远镜多波段成像光度计（MIPS）24微米观测以前使用的X射线样品，我们发现，这两类SNR分离根据其IR形态。Ia型超新星在统计上比CC型超新星更圆和镜像对称，这可能是由于不同的星周环境和祖先的爆炸几何形状。从广义上讲，我们的工作表明，红外辐射保留了信息的爆炸起源的SNR和提供了一种新的方法来类型的SNR的基础上，红外形态。
2013-06-14 astro-ph.HE astro-ph.SR
On cosmic ray acceleration in supernova remnants and the FERMI/PAMELA data
我们讨论了最近的观测高能宇宙射线正电子和电子的背景下，强子相互作用的超新星遗迹，怀疑加速器的银河系宇宙射线。相对于初级质子（和电子）的能谱，扩散冲击加速可以硬化次级正电子的能谱，从而解释PAMELA观测到的10 GeV以上正电子分数的上升。我们规范化的强子相互作用率举行π衰变负责HESS从一些SNR检测到的γ射线。通过模拟空间和时间分布的SNR在银河系中，根据其已知的统计，我们能够然后拟合的电子（加上正电子）的费米测量的能谱。看来冰立方有很好的前景来探测强子中微子通量预期从附近的SNR。
2009-12-08 astro-ph.GA astro-ph.HE hep-ph
Dark Age of Type II Supernova Remnants
超新星遗迹与超新星爆发机制、祖星和宇宙线加速等都有着密切的联系，是重要的天体。SNRs的非热辐射是探测其周围星周介质结构的有效手段，它可以揭示大质量恒星难以理解的质量损失的机制和历史。在这项工作中，我们计算的时间演变的宽带非热发射SNR起源于II型SNe嵌入在CSM环境中链接的质量损失历史的祖先。我们的研究结果预测，II型信噪比经历了一个长期的弱无线电和$γ$射线发射，如果他们运行到一个空间扩展的泡沫低密度和高温恒星风期间的主要序列。对于一个在平均星际介质（ISM）中演化的典型的红超巨星祖先，这个“黑暗年龄”对应的SNR年龄范围从1000到5000岁。这一结果表明，大多数II型SNRs太微弱而无法被检测到，这可能有助于解释为什么已知的银河系SNRs的数量明显少于我们对银河系SN率的预期。
2021-09-09 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
Particle acceleration in supernova-remnant shocks
50多年来，人们已经知道壳层超新星遗迹（SNRs）的无线电发射表明存在能量在GeV范围内的电子发射同步辐射。超新星遗迹的非热X射线辐射的发现已经有30年的历史了，它被解释为射电同步加速器光谱的延伸，需要能量高达100 TeV的电子。信噪比现在也可以在GeV和TeV光子能量下检测到。强有力的证据表明高能离子的存在，但决定性的证据仍然难以捉摸。有几个论点认为，信噪比中的磁场比周围星际介质中的磁场放大了几个数量级。因此超新星遗迹是一个很好的实验室，可以用来研究马赫数很高的激波中发生的过程。我回顾了SNRs的高能发射观测，以及解释这些观测的理论框架。
2010-12-06 astro-ph.HE
Explanation of the knee-like feature in the DAMPE cosmic $e^-+e^+$ energy spectrum
暗物质粒子探测器（DAMPE）是一个空间高精度宇宙线探测器，它刚刚报道了最高达4.6 TeV的电子加正电子总能谱的新测量结果。光谱中的一个显著特征是在$\sim 0.9$ TeV处的光谱断裂，光谱指数从$-3.1$软化到$-3.9$。这样的特征与宇宙核能谱上的拐点非常相似。在这项工作中，我们提出，膝状功能可以解释自然假设，电子加速超新星遗迹（SNRs）和释放时，SNRs消亡的寿命约$10^5$年。由于辐射冷却，这些电子的截止能量已经降低到几个TeV，这可能会导致观察到的TeV光谱断裂。另一种可能性是，中断是由单个附近的旧SNR引起的。这种情况可能会带来一个大的电子通量各向异性，这是可观察到的未来探测器。我们还表明，在年轻和附近的SNR加速过程中逃逸的电子的一小部分能够有助于几个TeV或更高的能量区域的频谱。
2017-11-29 astro-ph.HE hep-ph
Resurrection of Non-thermal Emissions from Type Ib/c Supernova Remnants
超新星遗迹是研究超新星爆发机制、祖星和宇宙线加速之间联系的重要对象。SNRs的非热辐射是探测其周围星周介质（CSM），进而研究大质量恒星的恒星演化和质量损失机制的有效工具。在这项工作中，我们计算了宽带非热辐射的时间演化的Ib/c型信噪比的CSM结构来自其祖先的质量损失的历史。我们的研究结果预测，Ib/c型信噪比使无线电和$γ$射线波段的亮度从一个不可检测的黑暗的一段时间到一个重新增亮阶段的过渡。这种转变起源于它们的非均匀CSM结构，其中SNR嵌入在由高密度风壳和环境星际介质（ISM）包围的低密度风腔中。非热光度的“复活”发生在沃尔夫-拉叶星祖先在典型ISM密度下演化的约1，000岁。结合Yasuda等人（2021）最近报告的II型SNR演变结果，该结果有助于全面了解具有不同SN祖细胞类型和年龄的SNR的非热发射，这是首次通过结合祖细胞的真实质量损失历史而成为可能。
2021-11-18 astro-ph.HE
Gamma-ray emission from middle-aged supernova remnants interacting with molecular clouds: the challenge for current models
我们比较了10个与分子云相互作用的中龄超新星遗迹（SNRs）的$γ$射线谱，并与常用的逃逸模型和直接相互作用模型的预测结果进行了比较。据发现，$γ$射线数据是不一致的逃逸的情况下统计，因为它预测的多样性的光谱形状，这是没有观察到的。这种不一致性表明逃逸模型中采用的自由逃逸边界不是一个很好的近似，这对我们理解宇宙线在信噪比中的逃逸提出了挑战。此外，我们表明，环境CR是潜在的重要的$γ$ -射线发射的照射MC外部W28和W 44。在直接相互作用的情况下，包括再加速的预先存在的CR和绝热压缩的模型是能够解释从大多数SNR的排放。TeV数据中所示的分散性自然地由SNR中CR粒子的不同加速时间来解释。预先存在的CR的再加速表明种子粒子的转变，这是从年轻SNR中的热注入种子粒子到老SNR中的环境CR。这种转变需要通过未来的多波长观测来检验。最后，我们提出没有MC相互作用的辐射SNR也能够产生大量的$γ$射线发射。一个很好的候选人是S147。随着费米数据和CTA的积累，我们希望在未来发现更多像S147这样的残骸。
2018-04-23 astro-ph.HE
A Systematic Study of Evolved Supernova Remnants in the Large and Small Magellanic Clouds with Suzaku
输入原点（即，超新星遗迹（SNRs）的Ia型（或核心坍缩）对于确定星系中超新星（SN）爆炸的速率至关重要，这是了解其近期化学演化的关键。然而，在所谓的Sedov阶段的演变SNR占主导地位的扫上星际介质（ISM），使其难以确定其喷出物的成分，从而SN类型。在这里，我们提出了一个系统的X射线研究九个演变的SNRs麦哲伦云，DEM L238，DEM L249，0534-69.9，0548-70.4，B 0532 -71.0，B 0532 -67.5，0103-72.6，0049-73.6，和0104-72.3，使用朱雀卫星的档案数据。尽管由于角分辨率有限，朱雀号无法在空间上分辨上扫ISM的SN喷出物，但其出色的能量分辨率使软X射线波段的发射线能够清晰分离。这导致了这样的发现，即演化（~10^4年）的信噪比的“空间积分”光谱仍然是由喷出物在1千电子伏左右的能量下的发射产生的。Fe/Ne的质量比，主要是从分辨良好的Fe L-壳层和Ne K-壳层线确定的，清楚地将观测到的SNR分为Ia型和核心塌陷组，证实了钱德拉观测利用其极高的角分辨率进行的一些先前的分类。这表明，空间积分的旧SNRs的X射线光谱也可以用来区分其祖先的类型，这将有助于未来的系统研究与ASTRO-H和超越河外SNRs。
2015-11-29 astro-ph.HE
Supernova Remnants in Gamma Rays
本文回顾了超新星遗迹在伽马射线波段的观测，探讨其作为银河宇宙射线源的证据，并展望未来研究方向。
2024-05-27 astro-ph.HE
Interstellar medium structure and the slope of the radio $Σ-D$ relation of supernova remnants
分析了星际物质密度分形结构对超新星遗迹射电表面亮度与直径关系参数值的影响。我们将密集ISM模型化为具有分形密度结构的分子云。SNR被建模为散布在建模ISM中的不同半径的球体。SNR的表面亮度由简单的关系式$Σ\propto ρ^{0.5}D^{-3.5}$以及参数化的更一般的形式$Σ\propto ρ^ηD^{-β_0}$计算。我们的研究结果表明，经验$Σ-D$的斜率比理论推导的斜率更陡，这可能部分地解释了SNR扩展到环境介质的分形结构。如果形成SNR的区域的密度较高，则$Σ-D$关系的斜率变陡。简单的几何效应与ISM的分形结构相结合，可以导致更陡的经验$Σ-D$斜率，特别是对于较老的遗迹，如果$Σ$对环境密度有更强的依赖性，这一点会更加明显。
2016-06-08 astro-ph.GA astro-ph.HE
Multiwavelength studies of G298.6$-$0.0: An old GeV supernova remnant interacting with molecular clouds
与超新星遗迹（SNRs）相关的强子$γ$射线源可以作为宇宙射线从SNRs逃逸的秒表，随着时间的推移，宇宙射线逐渐从最高能量的粒子发展到最低能量的粒子。在这项工作中，我们分析了13.7年的\emph{Fermi} -LAT数据，研究了在SNR G298.6 $-$ 0.0区域内或附近的$γ$射线特征。用$γ$射线空间分析，我们检测到三个点状成分。其中，Src-NE位于SNR壳的东部，Src-NW与SNR的西部边缘相邻。Src-NE和Src-NW在1.8~GeV附近或以下的能量处出现了光谱突变，表明它们的SNR年龄为$>$ 10~kyr。利用Chandra-ACIS数据，我们还研究了G298.6 $-$ 0.0区域的X射线辐射。我们检测到一个扩展的千电子伏源具有中心填充结构内的无线电壳。的X射线光谱很好地拟合的模型，假设碰撞电离平衡的热等离子体，进一步支持旧的SNR年龄。根据我们对南天CO线和ATCA-Parkes HI线资料的分析，我们确定了从我们到G298.6 $-$ 0.0的运动学距离为$\sim$ 10.1千秒差距。这一距离意味着$\sim$ 15.5秒差距的SNR的大的物理半径，这是$>$ 10千年年龄的额外证据。此外，CO数据立方体使我们能够三维定位的分子云（MC）可能与SNR G298.6 $-$ 0.0的相互作用，并可以解释强子$γ$ -射线在Src-NE或Src-NW…
2023-01-17 astro-ph.HE
Shocking Signals of Dark Matter Annihilation
我们研究是否带电粒子注入的自湮灭暗物质到地区进行扩散冲击加速（DSA）可以加速到高能量。我们考虑三个天体物理的地方，冲击加速应该发生，即银河系中心，星系团和活动星系核（AGN）。对于银河系，我们发现，由暗物质注入的宇宙射线的加速可能会导致宇宙线谱中的隆起，只要加速机制的效率和DM粒子浓度的乘积足够高。在各种加速源，我们认为（即超新星遗迹（SNRs），费米泡和AGN喷流），我们发现，费米泡是一个潜在的更有效的加速器比SNRs。然而，两者原则上都可以将暗物质注入的电子和质子加速到非常高的能量。在河外水平，加速暗物质湮灭产品可能是负责增强的无线电发射碰撞集群和预测的反氘核流量增加附近AGN产生。
2015-07-17 astro-ph.HE hep-ph
The supernova remnant W44: a case of cosmic-Ray reacceleration
超新星遗迹（SNRs）被认为是银河系宇宙射线（CR）的主要来源。在过去的几年中，丰富的伽马射线数据收集的GeV和TeV仪器提供了重要的信息，粒子在这些天体物理源的能量，使我们能够在评估其作为CR加速器的作用取得进展。特别地，AGILE和Fermi-LAT探测到的来自两个中年超新星遗迹（SNRs）W 44和IC 443的γ射线发射光谱已被提出作为SNRs中CR加速的证据。在这里，我们讨论的可能性，无线电和伽马射线光谱从W 44可以解释的银河系CR的再加速和压缩。旅行者I号最近对星际CR通量的测量对我们的工作很有帮助，因为W 44中激波对CR的再处理结果取决于CR光谱的能量，这些能量由于太阳调制而被排除在地面测量之外。我们在计算中同时引入CR质子和氦核，并将原位产生的次级电子与银河系CR电子经SNR慢激波再处理后的通量进行了比较，发现W 44的多波长谱可以用再加速粒子来解释，而不需要对它们的分布施加任何中断。我们还发现，一个既包括再加速又包括一小部分新加速粒子的模型在物理上可能更令人满意
2016-07-22 astro-ph.HE
Supernova Remnants Interacting with Molecular Clouds: X-ray and Gamma-ray Signatures
在银河系和类似星系中发现的巨大分子云（MC）在这些系统的演化中起着至关重要的作用。超新星爆炸标志着这些地区大质量恒星的死亡，通常会导致超新星遗迹（SNRs）和云之间的相互作用。这些相互作用对我们理解SNR有着深远的影响。SNR中的冲击应该能够将粒子加速到宇宙射线（CR）能量，其效率足以为银河系CR提供动力。X射线和伽马射线研究已经确定了相对论电子和质子的存在是一些SNR，并提供了强有力的证据，扩散冲击加速作为主要的加速机制，包括强烈放大的磁场，温度和电离效应的冲击加热等离子体，并修改一些系统的动力学演化。由于质子在CR的整体能量中占主导地位，因此理解这种强子成分是至关重要的，即使电子是更有效的辐射体，也很难识别强子成分。然而，在MC附近，密度足够高，允许伽马射线发射由质子主导。因此，这些相互作用位点为我们提供了一些最好的机会来约束这些粒子加速器的整体能量。在这里，我们总结了SNRs和MCs之间的相互作用的一些关键特性，重点是最近的X射线和伽马射线的研究，提供了重要的限制，我们的理解宇宙射线在我们的银河系。
2014-06-17 astro-ph.HE
Cherenkov Telescope Array Observatory sensitivity to heavy Galactic Cosmic Rays and the shape of particle spectrum
本研究通过 CTAO 模拟两个超新星遗迹的伽马射线能谱，考察重宇宙线成分与截断锐度，证明 CTAO 可区分质子和重核并约束加速场景。
2025-01-10 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
Unified model for the gamma-ray emission of supernova remnants
超新星遗迹（SNRs）的冲击波是产生银河系宇宙射线的重要（也许是主要的）媒介。最近对几个SNR的$γ$射线观测使这种情况更加引人注目。然而，这些宽带高能量测量也揭示了各种光谱形状，需要更全面的模拟SNR的排放。根据当地观测到的宇宙线质子和电子的通量，已知电子与质子的数量比约为1%。假设这样的比例是普遍的所有SNR和相同的光谱形状的所有种类的加速粒子，我们提出了一个统一的模型，归因于不同的$γ$ -射线光谱的SNR的介质密度的变化和宇宙线电子和质子之间的光谱差异在地球上观测到的传输效应。对于低密度环境，$γ$射线发射是逆康普顿主导的。对于高密度环境，如高能粒子与分子云相互作用的系统，$γ$射线发射以$π^0$衰变为主。该模型预测了$γ$射线发射的强子起源，来自主要与分子云相互作用的非常古老的遗迹，以及中间年龄遗迹的轻子起源，其冲击波在其祖先通过例如，强烈的恒星风这些结果可以被看作是支持银河系宇宙射线的SNR起源的证据。
2012-11-01 astro-ph.HE
The Connection Between the Positron Fraction Anomaly and the Spectral Features in Galactic Cosmic-Ray Hadrons
最近关于银河宇宙线轻子和强子的数据引起了两个令人兴奋的问题：在轻子方面，在~10 - 300 GeV能量下，CR正电子分数e+/（e- + e+）上升的起源;在强子方面，在~TeV能量下，在CR质子和核中观察到的光谱硬化的性质。轻子异常表明附近存在e+/-源。有人提出，通过CR强子与周围介质的相互作用，可以在附近的超新星遗迹（SNRs）内产生高能正电子。这种机制的一个独特的预测是硼碳比的高能上升，这还没有被观察到。它还需要旧的SNR（无效的磁场放大和慢冲击速度），这不能解释观察到的CR强子谱膝能量（~5 PeV）。我们提出了一个新的图片，除了这样一个附近的CR加速器，CR强子的高能谱提供了大规模的人口的SNR，平均年轻，可以有效地加速CR到膝盖。在这种情况下，CR强子的谱硬化可以自然地解释为两个分量之间的跃迁。正如我们将要展示的，我们的双组分模型打破了正电子分数和硼碳比之间的联系，根据数据，现在预测硼碳比随着能量的增加而减少。即将到来的AMS数据将是测试这一模型的关键。
2015-04-15 astro-ph.HE hep-ph
A Survey of TeV emission from Galactic Supernova Remnants with HAWC
超新星遗迹（SNRs）长期以来一直被假设为PeV能量以下的银河系宇宙射线的主要来源。其中一些确实被证明可以将质子加速到TeV能量以上。但是它们中哪一个确实是质子和原子核的有效加速器呢？它们能把这些粒子加速到什么能量？非热辐射的测量，特别是在X射线和伽马射线的制度，是回答这些问题的关键。高海拔水切伦科夫观测台观测北部TeV伽马射线天空，是目前VHE（甚高能，$>$ 100 GeV）范围内最灵敏的宽视场观测仪器。HAWC记录了三年多的数据，非常适合对银河系SNR的伽马射线发射进行无偏见的调查，特别是在TeV能量及以上。在这篇论文中，我将概述HAWC天文台最近对来自SNRs的VHE伽马射线发射的测量。结合来自其他波长的数据，这些测量用于获得有关底层粒子群的信息，例如最大加速能量以及轻子或强子过程是否负责发射。
2019-07-19 astro-ph.HE
Cosmic Ray Spectrum in Supernova Remnant Shocks
我们进行了动力学模拟扩散冲击加速Ia型超新星遗迹（SNRs）扩展到一个统一的星际介质（ISM）。震前气体温度是决定宇宙线加速的主要参数，而磁场强度和宇宙线注入率是次要参数。热ISM中的SNR（具有小于10^{-4}的注入分数）是低效的加速器，其中小于10%的能量转化为CR。激波结构几乎是试验粒子状的，随后的CR谱可能比E^{-2}更陡。虽然在前体中使用放大的磁场可以将粒子加速到10^{15.5}Z eV的膝能，但是散射中心的阿尔芬漂移使源谱变软，如E^{-2.1}那样陡峭，并且降低CR加速效率。
2011-05-19 astro-ph.HE
A Deep Observation of Gamma-ray Emission from Cassiopeia A using VERITAS
超新星遗迹（SNRs）一直被认为是银河系内宇宙射线扩散激波加速过程的主要候选者。SNRs和宇宙射线之间的联系得到了年轻和中年SNRs高能（HE; 100 MeV至100 GeV）和甚高能（VHE; 100 GeV至100 TeV）伽马射线探测的支持。然而，对伽马射线观测的解释并不是唯一的。这是因为伽马射线既可以由电子通过非热韧致辐射和逆康普顿散射产生，也可以由质子通过质子-质子碰撞和随后的中性π衰变产生。为了解开和量化电子和质子对伽马射线通量的贡献，有必要在广泛的伽马射线能量范围内精确测量SNR的光谱和形态。仙后座A（Cas A）是一个年轻的SNR（~ 350年），在无线电和X射线中很明亮。它已经被费米-LAT探测到是HE伽马射线中的亮点源，被HEGRA、MAGIC和VERITAS探测到是VHE伽马射线中的亮点源。使用VERITAS观察Cas A超过60小时，是已公布暴露量的三倍。观测时间跨度为2007-2013年，其中一半的数据是在大天顶角下采集的，以将有效面积提高到几TeV以上。我们将从完整的数据集中呈现详细的光谱和形态结果。
2016-06-27 astro-ph.HE
On the radio spectra of supernova remnants
本文综述了超新星遗迹连续射电谱形成的理论基础。主要基于费米1理论-也被称为扩散激波加速（DSA）-不同的形状（线性或弯曲的对数-对数尺度）的SNR无线电频谱的预测为年轻和进化的SNR。另一方面，一些特殊形式的光谱的老信噪比可以预测包括额外的过程，如费米2加速机制或热韧致辐射。此外，所有这些理论上预测的无线电频谱的形式进行了比较，从观测获得的真实频谱。最后，这篇评论可以代表某种“图集”与初始模式的不同类型的信噪比无线电频谱-这应该是有助于射电天文学家在他们的解释观测到的无线电频谱。
2014-08-05 astro-ph.HE
An ALMA view of the Jet-Arc CO clouds toward the TeV $γ$-ray source HESS J1023-575 and Westerlund 2; Evidence for the footprints of microquasar jets, the very powerful cosmic-ray accelerator in the Galactic disk
Nagoya University（名古屋大学）；Gifu University（岐阜大学）；Chiba University（千叶大学）；University of Tsukuba（筑波大学）；Konan University（神户学院大学）；Deutsches Elektronen-Synchrotron DESY（德国电子同步辐射中心）
本研究利用ALMA观测发现TeV γ射线源HESS J1023的喷流-弧CO云呈细丝状，结合磁流体动力学模型证实其为微类星体喷流的足迹，测得其宇宙线质子能量远超典型SNR，是银道面最强大的宇宙线加速器。
2026-09-15 astro-ph.GA astro-ph.HE
Revised the $γ$-ray emission from SNR CTB 109 with Fermi-LAT
CTB 109是一个中年壳型SNR，具有明亮的热X射线发射。我们重新分析了GeV的$γ$射线发射的CTB 109使用13年的通行证8数据记录的费米大面积望远镜（费米LAT）。CTB 109的$γ$射线发射显示出中心明亮的形态，这与其热X射线发射相一致，而不是在射电波段的壳型结构。谱分析表明，在$\sim$数GeV处，$γ$射线谱有明显的谱弯曲，这可以很自然地解释CTB 109没有TeV $γ$射线辐射的原因.虽然轻子或强子模型都可以拟合CTB 109的多波长观测，但考虑到其$γ$射线形态和GeV谱的谱曲率，强子模型更受青睐。CTB 109的$γ$能谱与其它SNRs的异常以及光度-直径平方关系使CTB 109与具有硬GeV $γ$能谱的超年龄SNRs以及几个与分子云相互作用的超年龄SNRs区别开来。
2022-12-16 astro-ph.HE
Likely GeV emission from an old Supernova Remnant: SNR G206.9+2.3
本文首次报道了一个新的$γ$射线超新星遗迹G206.9+2.3。我们在分析了费米大天区望远镜（Fermi-LAT）12.4年的观测数据后得出了这一结论。在0.2-500 GeV能区，残余物的光子通量为（1.19 $\pm$ 0.59）10 $^{-9}$ cm $^{-2}$ s $^{-1}$，幂律谱指数为2.22 $\pm$ 0.19。此外，我们发现，从四个不同的能带的整体拟合的检验统计值大于9。我们确定这是一个真实的$γ$射线信号。此外，我们发现它的GeV空间位置与它的无线电波段的位置很好地吻合。其光谱能量分布和光变曲线性质与SNRs相似。我们认为，新的$γ$射线源是一个可能的对应SNR G206.9+2.3。因此，我们讨论了它可能的轻子或强子起源。
2021-05-20 astro-ph.HE
Study of high energy cosmic ray acceleration in Tycho SNR with VERITAS
超新星遗迹（SNRs）被广泛认为是银河系宇宙射线（GCR）的主要加速器，其能量可达膝盖区域。最近用Fermi-LAT对IC 443和W 44中的π凸点进行的测量显示了SNR中强子粒子加速的间接证据。但是，SNRs是否是GCR加速的动力来源，一直到膝盖区域仍然是一个悬而未决的问题。Tycho是这项研究的一个很有前途的目标，因为它已被广泛研究，从IR到TeV的多波长观测，它是一个年轻的Ia型SNR位于一个相对干净的环境。虽然最近开发的模型普遍同意可能的强子起源的伽玛射线发射从第谷，模型的细节有很大的不同，因为目前的数据在GeV-TeV的范围是弱约束。自首次检测以来，VERITAS的数据量增加了40%以上。我们最近还升级了望远镜相机和分析包，这将使我们能够将测量扩展到更低和更高的能量。在这次演讲中，我提出了更新的VHE伽玛射线测量的第谷与VERITAS，专注于额外的数据在强子GCR加速模型的背景下的解释。
2013-08-02 astro-ph.HE
Hypernova and Gamma-Ray Burst Remnants as TeV Unidentified Sources
我们研究了银河系中作为TeV γ射线源的超新星（hypernova）和伽马射线暴（GRB）遗迹，特别是潜在的TeV不明源的作用，这些源在其他波长没有明确的对应物。我们发现，在TeV的天空中观察到的明亮的源可以占主导地位的GRB/超新星遗迹，即使他们是少于超新星遗迹（SNRs）。如果是这种情况，TeV SNR比从当前观测中推断的更广泛（和更多）。为了与它们作为宇宙射线加速器的作用保持一致，我们讨论了π ^0衰变产生的强子γ射线发射，从β衰变到逆康普顿发射，并提出了第三个新的TeV γ射线发射过程，该过程产生于加速放射性同位素的衰变，如在GRB/超新星中被相对论或半相对论喷流夹带的56 Co。我们讨论了相关的观察签名，可以区分这三种机制。
2009-12-14 astro-ph.HE
Gamma-ray emitting supernova remnants as the origin of Galactic cosmic rays?
宇宙射线的起源是物理学和天体物理学中长期存在的谜团之一。简单的论证表明，银河系中的超新星遗迹（SNRs）作为膝盖以下宇宙射线群的主要来源的假设是可行的：在一般的计算中，可以证明这些物体可以提供解释观测到的宇宙射线通量所必需的能量预算。然而，这一论点是基于这样一个假设，即所有源都以相同的方式运行，即它们都具有相同的能量收支、光谱行为和最大能量。在本文中，我们调查，如果一个现实的人口的信噪比是能够产生的宇宙线通量，因为它是在膝盖以下观察。我们使用21个SNR，这些SNR从无线电波长到伽马射线能量都得到了很好的研究。以前可以证明（Mandelartz & Becker Tjus 2015），这21个源的能谱中的高能凸起可以由强子发射主导。在这里，伽马射线是通过$π^{0}-$衰变产生的，来自超新星遗迹附近的分子云中的宇宙射线相互作用，这是宇宙射线加速器。宇宙线光谱在能量收支、光谱行为和最大能量方面表现出很大的变化。这些源被认为是代表总类的信噪比，其中我们假设大约100 - 200宇宙射线发射信噪比今天应该存在。最后，我们使用这些源谱模拟宇宙线输运从个别SNRs在银河系中的宇宙线传播的GALPROP代码。我们发现，宇宙射线的预算可以很好地匹配的扩散系数接近$D\propto E^{0.3}$。对能量的更强依赖性，例如$E^{0.5}$，将导致地球上的光谱与检测到的光谱相比过于陡峭，并且能量…
2015-10-27 astro-ph.GA astro-ph.HE
Cosmic Ray Spectrum in Supernova Remnant Shocks
我们进行了Ia型超新星遗迹（SNRs）扩展到均匀星际介质（ISM）中的扩散激波加速（DSA）的动力学模拟。Bohm扩散假设，并采用简单的模型Alfvenic漂移和耗散。热漏注入的唯象模型被认为是。我们发现，震前气体温度是支配宇宙线（CR）加速效率和能谱的主要参数，而CR注入率是次要参数。对于热ISM中的信噪比，当注入分数大于10^{-4}时，DSA足以将20%以上的信噪比爆炸能量转换为CR，加速CR谱呈现凹曲率平坦化至E^{-1.6}。然而，这种在膝能附近的平坦源谱可能与在地球上观测到的CR谱不一致。另一方面，在热ISM中，具有小于10^{-4}的注入分数的SNR是低效的加速器，其中小于10%的爆炸能量转化为CR。此外，激波结构几乎与试验粒子相似，随后的CR谱可能比E^{-2}更陡。当放大的磁场强度达到30 microG量级时，由流动不稳定性产生的阿尔芬波可能会向上游漂移得足够快，使修正的试验粒子幂律律像E^{-2.3}一样陡峭，这与观察到的CR谱更一致。
2010-03-23 astro-ph.HE
LHAASO J2108+5157 as a Molecular Cloud Illuminated by a Supernova Remnant
本文研究LHAASO J2108+5157超高能伽马射线源，提出其辐射来自附近年轻超新星遗迹加速的宇宙线照亮分子云，并通过建模约束SNR须年轻且距云40-60 pc，表明附近必须存在PeVatron加速器。
2023-10-27 astro-ph.HE
$^{60}$Fe in core-collapse supernovae and prospects for X-ray and $γ$-ray detection in supernova remnants
我们调查$^{60}$铁在大质量恒星和核心坍缩超新星集中在不确定性，影响其生产的15，20和25 $M_\odot$恒星在太阳的金属丰度。我们发现，$^{60}$ Fe产率是不确定的$^{59}$ Fe $(n,γ)^{60}$ Fe横截面的单调递增函数，并且反应速率降低10倍导致$^{60}$ Fe产率降低8-10倍;而速率增加10倍则使产率增加4-7倍。我们发现，我们已经进行的189个模拟是一致的核心坍缩超新星触发太阳系的形成，只有使用$^{59}$ Fe $(n,γ)^{60}$ Fe截面小于或等于NON-SMOKER模型可以重现所观察到的$^{60}$ Fe/ $^{26}$ Al线通量比在扩散ISM。我们研究了从$^{60}$ Fe衰变产生的$γ$射线发射中探测银河系中古老的核心坍缩超新星遗迹（SNRs）的前景，发现下一代伽马射线任务可能能够发现多达$\sim100$这样的古老SNRs，并测量少数已知银河系SNRs的$^{60}$ Fe产额。我们还预测的X射线光谱，产生的原子跃迁在$^{60}$ Co后，其电离的内部转换，并给出理论X射线线通量作为剩余年龄的函数，以及多普勒和精细结构线加宽效应。X射线发射为解决未来X射线任务的SNR缺失问题提供了一个有趣的前景。
2019-02-15 astro-ph.HE astro-ph.SR
SNR G39.2-0.3, an Hadronic Cosmic Rays Accelerator
最近用伽马射线卫星获得的结果已经证实超新星遗迹是GeV强子宇宙射线的加速器。在这样的过程中，在SNR冲击中加速的CR与周围气体云中的粒子相互作用。特别是，核心坍缩SNR爆炸的丰富介质提供了一个大的目标密度来增强强子伽马射线。SNR G39.2-0.3是红外波段中最亮的SNR之一，其广泛的多波长覆盖范围允许对其从无线电到高能量的辐射进行详细建模。我们重新分析了该地区的费米-LAT数据，并将其与MWISP调查的新无线电观测结果进行了比较。从无线电到GeV能量的光谱能量分布的建模有利于伽马射线发射的强子起源，并将SNR磁场约束为至少~100 μ G。尽管有很大的磁场，目前质子的加速度似乎被限制在~10 GeV，这表明由于CO观测所追踪到的致密壁，围绕残骸的冲击波速度急剧减慢。对伽马射线谱形状的进一步研究表明，一个动力学上古老的遗迹遭受了严重的CR逃逸和加速效率的降低。伽马射线谱的低能峰也表明，加速粒子的成分可能被重核富集，这肯定是核心塌陷SNR所预期的。另外，压缩的预先存在的银河系宇宙射线的贡献进行了讨论，这是，然而，发现不太可能是伽马射线生产的主导过程。
2020-08-13 astro-ph.HE
