The possibility of multi-TeV secondary gamma rays from GRB221009A
针对GRB221009A多TeV伽马射线通量异常高的问题，提出其可由视线方向宇宙线相互作用产生的次级射线解释，支撑了GRB喷流可加速宇宙线至10 EeV以上的观点。
2025-06-13 astro-ph.HE
Origin of Spectral Hardening of Secondary Cosmic-Ray Nuclei
讨论了在被星际介质（ISM）或星周介质（CSM）包围的超新星遗迹（SNRs）中，由碳、氮、氧等初级宇宙线核在激波加速后的散射所产生的次级宇宙线核（如锂、铍、硼）的加速和逃逸。我们考虑到CR粒子从SNR冲击中的能量依赖性逃逸，这是由SNR的γ射线观测所支持的，以计算初级和次级CR核逃逸到周围介质中的光谱。我们发现，如果SNR被具有风状密度分布的CSM包围（即，$n_{\rm CSM}\propto r^{-2}$），逃逸次级核的光谱比逃逸初级核的光谱硬，而如果SNR被均匀ISM包围，逃逸次级核的光谱总是比逃逸初级核的光谱软。利用这一结果，我们表明，如果有一个过去的超新星周围的一个密集的风一样的CSM（$\sim 2.5\times 10^{-3}M_{\odot}~{\rm yr}^{-1}$）发生在$\sim 1.6\times 10^5~{\rm yr}$前在$\sim 1.6~{\rm kpc}$的距离，我们可以同时再现光谱硬化的初级和次级CR以上$\sim 200~{\rm GV}$，最近被AMS-02报道。
2021-06-10 astro-ph.HE
Secondary cosmic rays in the NUCLEON space experiment
NUCLEON空间观测站是一个直接宇宙射线分光计，旨在利用$Z=1-30$研究能量为$10^{12}-10^{15}$ eV的宇宙射线核。它是作为俄罗斯资源-P 2号卫星上的附加有效载荷发射的。在这项工作中，B/C，N/O和subFe/Fe比。该实验已经工作了预期时间的一半，因此数据具有初步状态，但它们已经清楚地表明了本文简要讨论的几种天体物理现象。
2018-09-25 astro-ph.HE
Secondary Cosmic Ray Nuclei from Supernova Remnants and Constraints to the Propagation Parameters
次级与初级B/C比被广泛用于研究宇宙线在银河系中的传播过程。通常认为，次级核如Li-Be-B完全是由重CR核与星际介质（ISM）碰撞产生的。我们研究了CR传播的情况下，次级核也可以产生或加速从星系源。我们考虑超新星遗迹（SNRs）内部的强子相互作用过程和强激波中背景CRs的再加速。因此，我们调查他们的影响，在目前和未来的数据中的传播参数的确定。从SNRs发射的Li-Be-B核的光谱比由于CR与ISM碰撞的光谱硬。在~TeV/n的能量下，次级与初级的比率显着变平，无论是来自源的spectrum还是再加速。这两种机制是相互补充的，并依赖于周围的本地ISM膨胀残留物的属性。对于致密的背景介质（n ~1 cm^-3），SNR中的次级产生是显著的，而再加速的CR的量与SNR扩展到稀薄介质（n ~0.1 cm^-3）中有关。由于这些影响，扩散参数“delta”可能被误解约5- 15%的因子。我们的估计表明，AMS-02口径的实验可以限制关键的传播参数，同时打破源输运简并，为广泛的一类B/C一致的模型。考虑到正在进行的实验所预期的数据的精度，如果有的话，应考虑次级核的SNR产生/加速，以防止可能的CR输运参数的错误确定。
2012-07-22 astro-ph.HE
Cosmic Rays, Gamma-Rays, and Neutrinos in the Starburst Nuclei of Arp 220
Arp 220是最近的超亮红外星暴星系，其核心为研究极端条件下宇宙射线的相互作用提供了机会。在本文中，我们模拟的宇宙射线的人口产生的超新星在中央分子区的两个星暴核。我们发现，约65 - 100%的宇宙射线被吸收在这些地区，由于其巨大的分子气体含量，因此，Arp 220的核几乎完成质子量能器。当宇宙射线质子与星际介质碰撞时，它们会产生次级电子，这些电子也包含在系统中，并辐射出同步辐射。利用模型和观测到的射电谱能量分布之间的卡方检验结果，我们预测了出射γ射线和高能中微子谱，并发现磁场在毫高斯水平。由于极强的远红外辐射场，伽马射线谱在TeV能量处由于伽马-伽马吸收而显著变陡。
2015-07-27 astro-ph.HE
Production of secondary particles in heavy nuclei interactions in supernova remnants
根据它们的类型，超新星遗迹可能含有高丰度的重元素，如碳或氧。此外，核心坍缩超新星在其祖先恒星的风物质中爆炸，这些物质也可能具有高丰度的重元素。在这些富集介质中的强子碰撞产生了伽马射线、中微子和次级电子，它们的光谱不能从pp碰撞的计算结果中换算出来，可能导致错误的结果。我们使用蒙特卡罗事件发生器来计算粒子，如伽马射线，中微子和次级电子的H，He，C和O核作为射弹和作为靶材料的微分产生率。分别计算了16种弹靶组合的截面和多重数谱。我们描述了重核的形状和规范化的各种粒子的光谱特性的影响。
2020-07-08 astro-ph.HE
Iron Nuclei in Ultra-High Energy Cosmic Rays Near the Earth
Lebedev Physical Institute of the Russian Academy of Sciences（俄罗斯科学院列别杰夫物理研究所）
研究通过分析铁核能量与源地距离的关系，探讨了超高能宇宙射线在银河系中的传播特性及限制条件。
2025-11-21 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
Evidence for the Secondary Emission as the Origin of Hard Spectra in TeV Blazars
我们开发了一个模型，从遥远的耀变体硬很高的能量谱的可能来源。在该模型中，源中产生的初级光子和源外产生的次级光子都对观测到的高能$γ$射线发射有贡献。也就是说，初级光子通过同步加速器自康普顿（SSC）过程在源中产生，并且次级光子通过沿着视线的高能质子与背景光子的相互作用在源外部产生。我们应用该模型的一个特征的情况下，非常高的能量（VHE）$γ$ -射线的排放在遥远的blazar 1 ES 1101-232。假设一个合适的电子和质子光谱，我们得到很好的拟合遥远的blazar 1 ES 1101-232的观测光谱。这表明，高能$γ$射线的惊人的低衰减，特别是对于观测光谱的非常高的能量$γ$射线尾部的形状，可以用宇宙射线质子与星系际空间背景光子相互作用产生的次级$γ$射线来解释。
2016-09-28 astro-ph.HE
Self-discharge by streaming cosmic rays
提出了一种由宇宙中的流动宇宙射线（CR）引起的新的非热现象。流动CR驱动热电子的返回电流以补偿CR电流。然后，通过返回电流的电阻率感应出电场。结果表明，电阻电场可以加速由流动CRs产生的次级电子。这是通过流动CR的自放电。本文给出了自放电条件和次级电子加速逃逸条件。自放电产生高能次级电子，导致电离和非热发射的增强，包括中性离子的K $α$发射线。在自放电之后，热电子的返回电流被次级电子的电流取代。由于一些磁场的产生和放大是由热电子的返回电流驱动的，因此自放电可以显著地影响它们。
2022-02-26 astro-ph.HE
Production of secondary particles and nuclei in cosmic rays collisions with the interstellar gas using the FLUKA code
观测到的宇宙射线（CR）与天文环境相互作用产生的次级粒子通量，对于理解CR输运的物理过程起着至关重要的作用。本文对几种稳定或长寿命的宇宙射线射弹之间的非弹性相互作用产生的次级强子、轻子、γ射线和中微子产额进行了全面的计算（p，D，T，3 He，4 He，6Li，7 Li，9 Be，10 Be，10 B，11B，12 C，13 C，14 C，14 N，15 N，16 O，17 O，18 O，20 Ne，24 Mg和28 Si）和不同的靶气体核（p，4He，12C，14N，16O，20Ne，24Mg，28Si和40Ar）。使用FLUKA计算产率，FLUKA是一种模拟软件包，旨在计算次级产物的能量分布，在很宽的能量范围内具有很高的精度。目前的结果提供了，第一次，一个完整的和自洽的一套所有相关的包容性截面关于整个频谱的次级产品在核碰撞。我们覆盖，为弹丸，动能范围从$0.1 GeV/n$到$100 TeV/n$在实验室框架。为了表明我们的研究结果的重要性，多信使研究的物理CR传播，我们评估银河系的次级核，轻子和伽马射线的传播光谱的相互作用的CR与insterstellar气体，利用数字代码DRAGON和GammaSky。我们表明，采用我们的截面数据库，我们能够提供一个很好的适合一个完整的样本的CR观测，包括：轻子和强子光谱测量在地球上，本地星际旅行者测量的光谱，和伽马射线发射率费米-LAT合…
2017-03-03 astro-ph.HE
Secondary-electron radiation accompanying hadronic GeV-TeV gamma-rays from supernova remnants
超新星遗迹（SNR）激波中强子相互作用产生的次级电子和正电子（SEP）的同步辐射是SNR激波中宇宙线（CR）产生的明显证据。在这里，我们提供了一种方法，其中所观察到的伽马射线通量从信噪比，创建π衰变，直接用于推导SEP分布，因此同步加速器光谱。我们将该方法应用到三个伽玛射线亮信噪比。在年轻的SNR RX J1713.7-3946中，如果观测到的GeV-TeV伽马射线是强子起源，并且SNR激波中的磁场是$B\gtrsim 0.5$ mG，则SEP可能会在$10^{-5}-10^{-2}$ eV处产生光谱凸起，超过轻子模型预测的同步加速器分量，并在$\gtrsim 100$ keV处产生软光谱尾部，与轻子模型中的硬光谱斜率不同。在中年信噪比IC 443和W 44中，如果观测到的γ射线是强子起源的，则SEP同步辐射和$B\sim 400 - 500 μ$ G能很好地解释观测到的射电通量和谱斜率，支持γ射线的强子起源。未来的微波到远红外和硬X射线（> 100 keV）观测被鼓励来限制SEP辐射和SNR中的伽马射线起源。
2020-01-04 astro-ph.HE
Secondary photons and neutrinos from cosmic rays produced by distant blazars
遥远活动星系核（AGN）发射的宇宙线质子与视线方向的光子背景相互作用产生的次级光子和中微子，可以揭示关于星系际磁场（IGMF）、河外背景光（EBL）和宇宙射线加速机制的大量新信息。次级光子可能已经被伽马射线望远镜观测到了。我们表明，二次中微子提高发现遥远的耀变体的冰立方的前景，我们讨论的宇宙背景，磁场，和AGN模型的分歧。
2010-03-19 astro-ph.HE hep-ph
A Minimal Model for Understanding Secondary Cosmic Rays
本文提出一个唯象极简模型，通过分析次级宇宙射线能谱发现，GeV能段宇宙射线在源附近穿过的物质厚度随能量增加而减少，且星际介质中传播时产生大部分正电子、反质子及轻核素，为伽马射线观测和传播建模提供了重要依据。
2023-09-11 astro-ph.HE
Secondary cosmic ray nuclei in the light of the Single Source Model
通过AMS-02仪器最近对各种宇宙射线能谱的精确测量，正在积累宇宙射线局部“单一源”的证据。除了对单个宇宙射线核、电子、正电子和反质子的观测外，现在还必须高精度地测定硼碳比和锂的能谱，直至2000 GV。我们的分析使我们声称，与某些假设在银河系中的传播，结果证实了我们的论点，关于存在一个本地的单一来源，也许，超新星遗迹（SNR）。试图确定一些属性的SNR和它的祖星。
2016-05-04 astro-ph.HE
Secondary Cosmic Ray Nuclei in the Light of the Single Source Model
通过AMS-02仪器最近对各种宇宙射线能谱的精确测量，正在积累宇宙射线局部“单一源”的证据。除了对单个宇宙射线核、电子、正电子和反质子的观测外，现在还必须高精度地测定硼碳比和锂的能谱，直至2000 GV。我们的分析使我们声称，在银河系中传播的某些假设，结果证实了我们的论点，关于存在一个本地的单一来源，也许，超新星遗迹（SNR）。试图确定一些属性的SNR和它的祖星。
2016-11-11 astro-ph.HE
The origin of the positron excess in cosmic rays
我们表明，PAMELA实验在10和100 GeV之间的区域测量的正电子过剩很可能是银河系宇宙射线起源的标准方案的自然结果。“过剩”的产生是因为源内部强子相互作用的次级产物产生了正电子，但导致正电子通量自然解释的关键物理因素是，次级产物发生在宇宙射线被加速的同一区域。因此，次级正电子（和电子）参与加速过程，并有一个非常平坦的光谱，这是负责，在银河系中传播后，观察到的正电子“过剩”。这种效应是不可避免的，尽管其强度取决于超新星遗迹演化后期的环境参数值。
2009-05-10 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
Iron Nuclei with Energy of 10^19 eV in Extragalactic Cosmic Rays Near Earth
Lebedev Physical Institute, Russian Academy of Sciences（列别捷夫物理研究所，俄罗斯科学院）
本文研究能量为10^19 eV的河外宇宙射线中铁核的比例，发现即使源红移达0.2，未碎裂到达地球的铁核占比仍约10%，表明远距离源贡献显著。
2026-09-15 astro-ph.HE
Energy spectra of primary and secondary cosmic-ray nuclei measured with TRACER
TRACER宇宙射线探测器于2003年首次在长时间气球（LDB）上飞行，用于观测从氧（Z = 8）到铁（Z = 26）的主要初级宇宙射线核，现已升级，还可以测量较轻核的能量，包括次要物质硼（Z = 5）。该仪器在2006年的另一次LDB飞行中使用。修改后的探测器系统的属性和性能进行了说明，并从2006年的飞行数据的分析进行了讨论。本文报道了初核碳（Z = 6）、氧和铁在1 GeV amu $^{-1}$~2 TeV amu $^{-1}$范围内的能谱。氧和铁的数据被认为是在良好的协议与以前的跟踪飞行的结果。硼能谱的测量也延伸到TeV amu $^{-1}$区。高于$\sim10$ GeV amu $^{-1}$的原生核（如碳、氧和铁）的相对丰度与能量无关，而硼丰度（即B/C丰度比）如预期的那样随能量而降低。然而，有迹象表明，以前报道的B/C比的$E^{-0.6}$依赖性不继续到最高能量。
2011-08-24 astro-ph.HE
Implementation of CR Energy SPectrum (CRESP) algorithm in PIERNIK MHD code. II. Propagation of Primary and Secondary nuclei in a magneto-hydrodynamical environment
Nicolaus Copernicus University in Toruń（托伦哥白尼大学）；Nicolaus Copernicus Astronomical Center（尼古拉·哥白尼天文学中心）；Max-Planck-Institut für extraterrestrische Physik（马克斯·普朗克地外物理研究所）；Universität Heidelberg（海德堡大学）
本文在PIERNIK MHD代码中实现了CR能谱算法，研究了磁流体动力学环境中初级和次级核的传播，探讨了扩散系数和SN率对次级到初级通量比的影响。
2026-03-12 astro-ph.HE
Cosmogenic neutrinos and gamma-rays and the redshift evolution of UHECR sources
如果超高能宇宙射线（UHECR）有河外起源，就像人们普遍认为的那样，至少对于大多数能量超过几个EeV的宇宙射线来说是这样的，那么在UHECR通过星系际空间的传播过程中，通过与宇宙背景光子的相互作用，可以预期会产生次级中微子和光子。这种二次粒子的通量强烈依赖于UHECR源的发射率（数密度乘以光度）的红移演化。我们展示了宇宙射线、中微子和伽马射线如何潜在地提供有关UHECR源演化的补充信息。
2017-05-10 astro-ph.HE
Correlation between Ultra-high Energy Cosmic Rays and Active Galactic Nuclei from Fermi Large Area Telescope
通过对$γ$射线强活动星系核（AGN）位置与超高能宇宙射线（UHECR）到达方向的相关性分析，研究了活动星系核（AGN）是UHECR源的可能性。我们利用第二代Fermi大区域望远镜AGN星表中的$γ$射线强活动星系核和$d\le 100 {\rm Mpc}$，以及Pierre Auger天文台的UHECR观测数据和$E\ge 55 {\rm EeV}$。利用相关角距分布和Kolmogorov-Smirnov检验，将$γ$射线强活动星系核的到达方向分布与观测到的UHECR的到达方向分布进行了比较。我们的结论是，假设的$γ$ -射线响亮AGN的主要来源的UHECR是不利的，除非有一个大的涂抹效应，由于星系际磁场。
2012-09-03 astro-ph.HE
Magnetic diffusion and interaction effects on Ultrahigh Energy Cosmic Rays: protons and nuclei
到达地球的超高能宇宙射线的通量受到与宇宙辐射背景以及沿其轨迹存在的磁场的相互作用的影响。我们结合SimProp宇宙射线传播代码与一个例程，允许帐户的平均影响的湍流磁场上的粒子的传播方向。我们用这种方法计算了由于磁视界效应而对原始核和由原始核的光致衰变而产生的次级核的谱的修正。我们还提供了衰减效应的解析参数化，作为磁场参数和宇宙射线源的密度的函数，这使得有可能获得预期的光谱中存在的磁场从光谱中，将获得在没有磁场。具有有限密度的源的分布的离散性质也影响在最高能量的宇宙射线的光谱，其中通量被抑制，由于与辐射背景的相互作用，并获得这些影响的参数化。
2021-09-07 astro-ph.HE
Active Galactic Nuclei as potential Sources of Ultra-High Energy Cosmic Rays
活动星系核（AGN）及其相对论喷流是最有希望的超高能宇宙线（UHECR）加速器。这个紧凑的审查总结了基本的实验结果，最近的仪器，并讨论了可能的解释和天体物理学的限制源能量。特别注意的是在AGN的UHECR加速的潜在网站和机制，包括间隙型粒子加速接近黑洞，以及一阶费米加速在trans-relativistic冲击和随机剪切粒子加速在大尺度喷流。最后两种机制是我们目前认识的最有希望的机制，而邻近的FR~I型射电星系为UHECR加速提供了合适的环境。
2022-11-22 astro-ph.HE
Confinement of relativistic particles in the vicinity of accelerators: a key for understanding the anomalies in secondary cosmic rays
本文提出宇宙线在加速源附近被约束并累积0.7 g/cm²能量无关面密度，以最少参数自洽解释DAMPE的B/C比和LHAASO的超高能弥散伽马射线异常。
2024-10-29 astro-ph.HE
Spectral Intensities of Antiprotons and the lifetime of Cosmic Rays in the Galaxy
在本文中，我们注意到BESS、PAMELA和AMS仪器在~ 1-100 GeV能量范围内观测到的银河宇宙射线中反质子的光谱强度，其光谱形状与初级宇宙射线通过与星际介质中物质相互作用产生的反质子的光谱形状几乎相同，没有任何明显的变化。更重要的是，在银河系体积中的恒定停留时间约为2.5 +/-0.7百万年，与宇宙射线的能量无关，与观测到的强度相匹配。在宇宙射线源周围的茧状区域中产生的能量低于10 GeV的次级反质子的一个小的附加成分似乎存在。我们讨论了这一结果的背景下，其他次要成分，如正电子和硼的观察，并总结了一般性意见的起源和传播的宇宙射线。
2015-05-26 astro-ph.HE
CRPropa 2.0 -- a Public Framework for Propagating High Energy Nuclei, Secondary Gamma Rays and Neutrinos
CRPropa 2.0版是一个公共软件，用于模拟原子序数Z<26的超高能核通过结构化磁场和周围光子背景在银河系外的传播，同时考虑到所有相关的粒子相互作用。CRPropa覆盖能量范围6* 10 ^16 < E/eV < A* 10 ^22，其中A是核质量数。CRPropa还可用于跟踪次级γ射线和中微子，从而研究它们与带电的初级核的联系-所谓的多信使联系。在一般性的介绍之后，我们提出了几个当前感兴趣的关于河外超高能辐射物理的应用实例。
2012-06-14 astro-ph.HE astro-ph.IM
Properties of secondary components in extensive air shower of cosmic rays in knee energy region
本文用CORSIKA模拟膝区宇宙线广延大气簇射，比较不同次级成分的能量分辨率与原初核素鉴别能力，发现电磁粒子重建能量最优，μ子数密度鉴别能力最佳，为膝区探测器选型和核素鉴别提供依据。
2023-07-05 astro-ph.HE hep-ex
Possible Sources of Iron Nuclei in Ultra-High-Energy Cosmic Rays
Lebedev Physical Institute, Russian Academy of Sciences（俄罗斯科学院列别捷夫物理研究所）
本文假设望远镜阵列记录的超高能粒子为铁核或硅核，通过河外传播计算，分析其可能源的距离约束并讨论候选源。
2026-09-09 astro-ph.HE
Photodisintegrated gamma rays and neutrinos from heavy nuclei in the gamma-ray burst jet of GRB 130427A
费米大天区望远镜对异常明亮的伽马射线暴（GRB）130427 A的~ 0.1-70 GeV瞬发伽玛射线辐射的探测，为探索GRB喷流中GeV伽玛射线辐射的物理过程提供了机会。在这项工作中，我们讨论了铁和氧核与观测到的keV-MeV光子在GRB 130427 A喷流中的相互作用，以解释一个额外的，硬的光谱成分在触发后11.5-33秒期间观察到。铁核的光致衰变时间尺度与此相当或更短。我们发现，从铁核衰变产生的伽马射线可以占在1-70 GeV范围内的光谱的硬幂律分量，之前的伽马-伽马电子-正电子对生产与低能量光子严重衰减发射较高能量的光子。另一方面，来自次级中子衰变的电子反中微子可以以高达2 TeV的能量发射。这些中微子的通量很低，与冰立方中微子天文台没有探测到GRB 130427 A相一致。在铁原子核的强子模型为GeV的发射所需的总能量约为10倍，所观察到的总能量在提示keV-MeV的排放。
2016-02-10 astro-ph.HE
Estimating primary energy of cosmic rays by calculating secondary particles density in optimum distance from shower core
最佳距离（Ropt）是距离簇射核心的距离，在该距离中，由横向分布函数计算的密度具有最小的不确定性。本文利用CORSIKA程序，对位于海拔1200 m的Alborz-1阵列，在10 ~（13）- 3 × 10 ~（15）eV能量范围内的质子、碳和铁的原初粒子进行了模拟计算，得到了Ropt。结果表明，Ropt近似地与初级粒子的特性无关，而只与阵列结构有关。本文研究了20个Alborz-Ⅰ阵列探测器的Ropt与探测器布局和探测器间距的关系。它示出的Alborz-I阵列布局和它的探测器间距的结果成最好的（最小的不确定性）Ropt为它的探测器的数量。在这项工作中，Ropt的Alborz-I阵列获得约9米。此外，它表明，通过寻找初级能量的密度在最佳距离的依赖关系，初级粒子的能量可以很好地估计。提出了一种能量估计函数，并通过另一组模拟阵雨对该函数进行了检验。
2017-06-02 astro-ph.HE
Mass composition of cosmic rays determined by muon fraction with $\varepsilon_{thr.} \geq$ 1 GeV in air showers with energy greater than 5 EeV
分析了阈值为1 GeV的μ子与距离轴600 m的带电粒子的数量之比。考虑了能量大于5EeV、天顶角小于60度的空气簇射。实验数据与QGSJETII-04模型计算的各种原始核（包括伽马射线）的比较表明，能量高达$\sim$ 10 EeV的宇宙射线的质量组成主要由质子和氦核组成，有少量的重核。数据包括具有非常低的μ介子含量的空气簇射，其被假定为由初级伽马射线产生。
2020-08-03 astro-ph.HE
Energy Spectra of Abundant Nuclei of Primary Cosmic Rays from the Data of ATIC-2 Experiment: Final Results
本文介绍了对2002-2003年在南极进行的ATIC-2气球实验的质子、He、C、O、Ne、Mg、Si和Fe原子核的能谱、所有粒子的能谱以及原始宇宙射线原子量的平均对数作为能量函数的数据进行处理的最终结果。最后的结果是基于改进的方法使用较早，特别是，大大提高了分辨率的电荷谱。证实了质子和氦核谱的显著差异（质子谱较陡）以及质子和重核谱的非幂次特性（能量大于10 TeV时碳谱变平）的初步结论。发现了原子量平均对数能量依赖性的复杂结构。
2011-01-17 astro-ph.HE
Testing Hadronic Models of Gamma Ray Production at the Core of Cen A
皮埃尔俄歇实验观测到了几个来自Cen A核方向的55 EeV以上的宇宙线事件。这些宇宙射线可能起源于岑A的核心。用HESS观测到了来自Cen A射电核心和内部kpc喷流的高能γ射线辐射。我们正在测试质子或重核与核心区域物质的纯强子相互作用或重核的光衰变是否可以解释来自Cen A核心的宇宙射线和高能伽马射线观测。$p-γ$相互作用之后是光子介子衰变的情况已经由Sahu等人（2012年）进行了测试，发现与观测结果一致。本文还考虑了其它几种可能性：（i）在Cen A核中的初级宇宙线是质子，高能γ射线是在$p-p$相互作用中产生的;（ii）初级宇宙线是Fe核，高能γ射线是在$Fe-p$相互作用中产生的;（iii）初级宇宙射线是Fe核，它们在核中被光衰变。子核去激发并产生高能伽马射线。
2013-04-17 astro-ph.HE
Constraints on Physical Conditions for the Acceleration on Ultra-high-energy Cosmic Rays in Nearby Active Galactic Nuclei Observed with the Fermi Large Area Telescope
利用多波长观测资料研究了活动星系核（AGN）附近超高能宇宙射线（UHECR）加速的可能性，并对其物理条件进行了约束，即：同步辐射的亮度和加速点的大小。首先，我们研究了费米第三伽马射线源目录中UHECR的到达方向和附近活动星系核的位置之间的空间相关性。我们选择了27个活动星系核作为UHECR加速器的候选者。然后，利用Peer和Loeb方法，利用同步辐射的峰值亮度和逆康普顿散射与同步辐射的峰值通量比，对活动星系核加速区的物理条件进行了评估。通过计算，我们发现六个活动星系核都具有加速活动星系核中超高能质子的能力。此外，我们发现，最小的加速尺寸必须超过几个千秒差距的UHE质子加速的活动星系核叶。
2017-10-17 astro-ph.HE
Light Nuclei and Isotope Abundances in Cosmic Rays. Results from AMS-01
对轻宇宙射线核的化学和同位素组成的观测可以用来约束银河系中宇宙射线传输和相互作用的天体物理模型。AMS-01在1998年6月STS-91的10天飞行中观测到近200，000个轻核（Z>2）。利用这些数据，我们测量了轻核Li、Be、B和C在动能为0.35 - 45 GeV/核子范围内的相对丰度。
2012-10-26 astro-ph.HE hep-ex
X-rays and Gamma-rays from Cataclysmic Variables: The example case of Intermediate Polar V1223 Sgr
物质吸积到中间极性白矮星（IPWD）上似乎为粒子在吸积盘内半径的强磁化湍流区加速到高能量提供了有吸引力的条件。我们考虑了电子和强子在该区域可能的加速，并研究了它们的高能辐射过程。结果表明，加速电子主要在同步辐射过程中释放能量，产生非热X射线辐射。另一方面，加速强子对流到WD表面，并与致密物质相互作用。结果，出现了中性π介子衰变产生的高能$γ$ -射线和带电π介子衰变产生的次级轻子。我们表明，GeV-TeV的$γ$ -射线可以逃脱附近的WD。次级轻子在硬X射线和软$γ$射线中产生同步辐射。作为一个例子，我们预测的X射线和$γ$ -射线发射从IPWD V1223 Sgr。根据注入粒子的光谱指数，这种高能发射可能被${\it Fermi}$ -LAT望远镜和/或未来的切伦科夫望远镜阵列（CTA）天文台探测到。
2010-10-01 astro-ph.HE
Secondary GeV-TeV emission from ultra-high-energy cosmic rays accelerated by GRB 221009A
超高能宇宙射线（UHECR）的起源仍然难以捉摸。伽马射线暴（GRB）是能够满足粒子加速到如此高能量所需的严格能量要求的最佳候选者之一。如果超高能电子回旋共振被GRB 221009 A的中央引擎加速，那么当超高能电子回旋共振从源到地球的过程中，就有可能探测到次级光子和中微子。在这里，我们试图解释一些早期公开的数据连接到这个爆发。如果报告的早期GeV-TeV探测是由UHECR的二次发射产生的，那么它可能表明UHECR达到了能量$> 10^{21}$ eV，并且GRB 221009 A在星系际磁场（IGMF）强度为$B \leq 3 \times 10^{-16}$ G的磁空洞内爆炸。为了了解整个能量沉积机制，我们建议搜索现有的和未来的费米LAT数据到达更大的空间尺度和更长的时间尺度的二次发射。这一策略可能有助于澄清UHECR的起源，限制沿这条视线的星系际磁场（IGMF）的强度，并开始量化伽玛暴周围的磁空洞的比例。
2022-12-09 astro-ph.HE hep-ex
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
Cherenkov telescope array extragalactic survey discovery potential and the impact of axion-like particles and secondary gamma rays
切伦科夫望远镜阵列（CTA）即将进入建设阶段，其主要的关键科学项目之一是进行无偏调查，以寻找河外源。我们利用这两个最新的耀变体伽马射线光度函数和光谱能量分布，以获得预期数量的可探测源计划的CTA天文台的北部和南部阵列。我们发现，一个浅的，广泛的调查约0.5小时，每个视场将导致最高数量的耀变体检测。此外，我们调查的轴子粒子和二次伽马射线传播的宇宙射线上的源计数分布的效果，因为这些过程预测不同的光谱形状从标准河外背景光衰减。在二次伽马射线的情况下，我们通常可以预期更远的物体，而轴子样粒子不会显著改变预期的分布。然而，我们发现，这些结果强烈依赖于假设的磁场强度在传播过程中。我们还为高空水切伦科夫天文台（HAWC）、大型高空空气簇射天文台（LHAASO）提供源计数预测以及混合探测器的新提案。
2017-07-02 astro-ph.HE astro-ph.IM
Ultra-high-energy cosmic rays from ultra-fast outflows of active galactic nuclei
本研究利用3D CRPropa模拟探讨活动星系核超快外流作为超高能宇宙射线来源的潜力，发现极端UFO能加速并释放高能粒子，其作用可通过中微子望远镜验证。
2025-05-30 astro-ph.HE
Active Galactic Nuclei, Neutrinos, and Interacting Cosmic Rays in NGC 253 & NGC 1068
星系M82、NGC 253、NGC 1068和NGC 4945已经被费米探测到伽马射线。在此之前，我们开发并测试了星暴星系M82中宇宙射线相互作用的模型。现在，我们的目标是探索星暴和活动星系核（AGN）环境之间的差异，通过应用我们的自洽模型的星暴星系NGC 253和塞弗特星系NGC 1068。假设超新星遗迹对宇宙射线的加速效率为常数，并考虑Milky-Way参数，计算了宇宙射线质子、初级电子和次级电子/正电子的布居，预测了射电和γ射线谱，并与已发表的测量结果进行了比较。我们发现，我们的模型很容易拟合观测到的伽马射线谱的NGC 253，同时限制宇宙线源的光谱指数和加速效率。然而，我们遇到了困难的建模观测到的无线电数据和约束的银河风的速度和磁场强度，除非气体质量小于目前的首选值。此外，我们的星暴模型一直低估了观测到的伽马射线通量，高估了NGC 1068的射电通量;如果活动星系核是伽马射线的主要来源，这些问题将得到解决。我们讨论了这些结果的影响，并为这两个星系的中微子通量的预测。
2013-11-21 astro-ph.HE
Impact of the spectral hardening of TeV cosmic rays on the prediction of the secondary positron flux
PAMELA卫星测量到的宇宙射线正电子分数的上升可能是由于地球周围kpc尺度上存在正电子的天体物理源，例如双星。然而，从正电子数据中评估这些源的性质需要对宇宙射线与星际气体相互作用产生的次级正电子成分有很好的了解。在本文中，我们调查的光谱硬化的宇宙射线质子和氦通量最近报告的ATIC 2和CREAM气球实验，二次正电子通量的预测的影响。我们发现，这种影响是不可忽略的，导致二次正电子通量的增加高达$\sim$ 60%以上的$\sim$ 100 GeV。我们提供了拟合公式，允许直接利用我们的结果，这可以帮助导出一个人最喜欢的主要正电子源，如电子或暗物质的约束。
2011-05-12 astro-ph.GA astro-ph.HE hep-ph
Evidence of fresh cosmic ray in galactic plane based on DAMPE measurement of B/C and B/O ratios
越来越多的实验表明，初级和次级宇宙线的能谱在$\sim 200$ GV以上都表现出硬化。最近，DAMPE实验报告了在$200$ GV下硼碳比的硬化。这些迹象要求修改传统的宇宙射线（CR）图片。在这项工作中，我们提出了多核次级宇宙射线，如硼，反质子，起源于强子相互作用的新加速的宇宙射线与星际气体附近的源。我们发现，次级与初级的比例，例如，硼碳，硼氧和反质子质子比，可以很好地描述。电子和正电子的测量也可以解释。
2023-02-03 astro-ph.HE
Universal properties of primary and secondary cosmic ray energy spectra
出现在宇宙射线中的原子核通常分为初级和次级。然而，更好地了解它们的起源和传播特性仍然是必要的。我们分析了由阿尔法磁谱仪（AMS）在国际空间站上检测到的2GV和3 TV之间的刚性（动量/电荷）的初级（He，C，O）和次级核（Li，Be，B）的通量。我们发现，$q$指数分布函数，作为动机的广义版本的统计力学与温度波动，提供了很好的适合所考虑的所有核的测量通量。初级通量和次级通量揭示了对每个核子的动能的普遍依赖性，其中基本的能量分布函数仅由其有效自由度来区分。所有给出的光谱的特点是由一个通用的平均温度参数$\sim$ 200 MeV，同意与哈格多恩温度。我们的分析表明，QCD散射过程与非平衡温度涨落一起提供了一个合理的解释宇宙射线能谱中观察到的普遍性。我们的分析表明，QCD散射过程与非平衡温度起伏一起普遍地印在测量的宇宙线谱上，并产生与地球上的高能对撞机实验相似的能谱形状。
2020-09-03 astro-ph.HE
Cosmic-ray protons, nuclei, electrons, and antiparticles under a two-halo scenario of diffusive propagation
我们报告的宇宙射线的质子，原子核，反质子，电子和正电子的能量谱内的“双晕模型”的扩散输运的计算。这两个晕代表了一个简单的，物理上一致的标准扩散模型的推广，其中假设一个独特的类型的宇宙射线在整个星系晕的扩散。相反，我们相信，当宇宙射线接近银河系圆盘时，它们可能会经历较小的扩散能量依赖性。最近对宇宙射线质子、原子核、各向异性和伽马射线的观测支持了我们的设想。我们预测在高能量下非常硬的反粒子谱。特别地，在E>10 GeV时，反质子/质子比率预计会变平，而正电子分数则会随着能量的增加而增加。我们讨论了通过反物质搜索宇宙射线物理和暗物质的影响。
2015-10-19 astro-ph.HE
Time structure of gamma-ray signals generated in line-of-sight interactions of cosmic rays from distant blazars
耀变体预计会产生伽马射线和宇宙射线。因此，观测到的来自遥远耀变体的高能伽马射线可能包含由宇宙射线质子与背景光子相互作用沿视线产生的次级伽马射线的重要贡献。耀变体的标准模型只考虑了源辐射出的初级光子，而包含宇宙射线贡献的模型预测，即使是~10 TeV的光子也应该可以从红移高达z> 0.1的遥远天体中探测到。次级光子只有在星系际磁场非常小的情况下（低于~10毫微微高斯）才对点源的信号有贡献，并且它们的检测可以用来设置视线上磁场的上限。次级伽马射线具有独特的光谱和时间特征。我们探索这种信号的时间特性，使用半解析的形式主义和详细的数值模拟，占所有相关的过程，包括磁偏转。特别是，我们阐明的时间延迟来自质子偏转和电磁级联的相互作用，我们发现，在多TeV的能量，二次伽马射线可以显示变化的时间尺度上的几年的飞秒高斯磁场。
2012-09-21 astro-ph.CO astro-ph.HE
Acceleration and propagation of ultra high energy cosmic rays
我们回顾了最高能量宇宙射线的物理学。对它们的来源的发现，仍然是未知的，将揭示宇宙中最具活力的天体，并可能揭示粒子物理学标准模型之外的新物理学。我们讨论了这些高能粒子的传播细节，它们与天体物理光子背景和星系际磁场的相互作用，以及与它们的运输相关的次级宇宙成因粒子的产生。我们研究了不同的加速模型，回顾了可以激发宇宙射线直到最高能量的主要天体物理对象。考虑到所观察到的质量组成的不确定性，我们审查了两种替代方案的组成仅由质子或质子和较重的原子核，讨论了两种方案的来源，加速机制和生产的二次宇宙成因的伽马射线和中微子方面的后果。
2017-07-25 astro-ph.HE
Broadband Modeling of Low Luminosity Active Galactic Nuclei Detected in Gamma Rays
低光度活动星系核比明亮的星系核更丰富，离我们更近，但由于它们很暗，所以更难探索。我们选择了NGC 315、NGC 4261、NGC 1275和NGC 4486这四个已经被费米-LAT探测到的γ射线源。我们收集了不同望远镜的长期射电、光学和X射线数据，分析了NGC 4486的XMM-牛顿数据，NGC 315的XMM-牛顿和Swift数据。我们分析了2008年至2020年期间收集的所有费米-LAT数据。电子被假定为加速到相对论能量的亚秒差距尺度的喷流，辐射的同步加速器和同步加速器自康普顿辐射覆盖无线电伽马射线的能量。该模型可以拟合四个光源的大部分多波长数据点。然而，NGC 315和NGC 4261的伽马射线数据点只能很好地拟合到1.6 GeV和0.6 GeV，分别在这个模型中。这促使我们找出从这些源检测到的更高能量γ射线的来源。以前曾在无线电和X射线频率中从这些来源观察到千秒差距尺度的喷流。如果我们假设这些源的千秒差距尺度的喷流中也产生了γ射线，这些喷流是由超相对论性电子对星光光子的逆康普顿散射产生的，那么就有可能拟合更高能量的γ射线数据。我们的研究结果还表明，强烈的宿主星系的排放需要产生千秒差距尺度的喷流的GeV辐射。
2021-07-21 astro-ph.HE
Gamma-Rays from Heavy Nuclei Accelerated in Supernova Remnants
我们研究了超新星遗迹（SNRs）中质子和重核加速的理论和观测意义。通过采用半解析的方法，我们研究了粒子加速、磁场产生和冲击动力学之间的非线性相互作用，概述了在这类源中产生的银河系宇宙射线谱的起源的自洽方案。此外，推断出的化学丰度表明，比氢重的核不仅与冲击动力学有关，而且与由于核相互作用中产生的中性π介子衰变而导致的SNR的伽马射线发射的计算有关。
2010-11-30 astro-ph.GA astro-ph.HE
Secondary Production as the Origin for the Cosmic Ray Positron Excess
阿尔法磁谱仪已经发布了宇宙射线的高精度数据，并证实了相对于星际介质中宇宙射线相互作用的预期，正电子过量。一个令人兴奋的和众所周知的可能性过剩是生产的电子-正电子对的湮灭暗物质粒子在晕的银河系。基于2000年SMILI实验结果和其他天体物理观测结果，我们构建了一个新的宇宙射线传播的设想，其中正电子过剩是由于次级产生。从一个简单的启发式的角度来看，该方案进行了研究，并在使用GALPROP的扩散再加速模型的约束。每种方法的结论彼此一致，表明该方案与观测到的正电子通量一致，而不需要任何暗物质或其他外来的生产机制。
2016-01-05 astro-ph.HE
Isotopic Composition of Light Nuclei in Cosmic Rays: Results from AMS-01
宇宙射线中同位素的多样性使我们能够研究宇宙射线从产生到到达日球层的过程的不同方面。本文介绍了在0.2 - 1.4GeV的每个核子动能范围内，2H/4He，3He/4He，6Li/7Li，7Be/（9Be +10Be）和10B/11B同位素比值的测量结果。这些测量是根据阿尔法磁谱仪AMS-01在1998年6月STS-91飞行期间收集的数据进行的。
2011-06-12 astro-ph.HE hep-ex
On the Contribution of "Fresh" Cosmic Rays to the Excesses of Secondary Particles
宇宙线传播的标准模型已经成功地解释了银河系宇宙线的各种谱。然而，最近的高精度测量揭示了数据和模型预期之间的明显差异，从$γ$射线，$e^+/e^-$和可能的$B/C$比从$\sim$ 10 GeV的能量开始的光谱观测。在这项工作中，我们提出，新鲜的宇宙射线，这是由年轻的加速器提供和本地磁场拘留，可以贡献额外的次级粒子与本地材料的相互作用。由于这种早期宇宙线具有硬谱，模型计算得到的$γ$射线谱是双分量的，与观测结果吻合得很好。同时，预期的中微子数量从银道面可以贡献$\sim60\%$的冰立方观测中微子数低于几百TeV。相同的pp碰撞过程可以解释大量的正电子过剩。在该模型下，当能量大于$\sim$ 10 GeV时，预计会出现$\overline p/p$和$B/C$比值的过剩.我们期待着在不久的将来，该模型将通过AMS02，IceCube，AS $γ$，HAWC和未来的实验，如LHASSO，HiSCORE和CTA的新观测进行测试。
2014-12-30 astro-ph.HE hep-ph
