Cosmogenic neutrinos from FRII galaxies as potential origin of the ultra-high-energy KM3-230213A event
Université Paris Cité（巴黎西岱大学）；CNRS, Laboratoire Astroparticule et Cosmologie（法国国家科学研究中心，粒子与宇宙学实验室）；Instituto de Astronomía, Universidad Nacional Autónoma de México（墨西哥国立自治大学天文学研究所）
本研究探讨FRII型射电星系瓣加速的UHECR产生的宇宙成因中微子能否解释超高能中微子事件KM3-230213A，通过数值模拟验证其可行性，为该事件起源提供潜在解释并展望多信使观测的研究方向。
2026-08-18 astro-ph.HE
Ultrahigh-Energy Cosmic Ray Production by Turbulence in Gamma-Ray Burst Jets and Cosmogenic Neutrinos
提出了一种新的在伽马射线暴喷流中产生超高能宇宙线的模型。在瞬发γ射线辐射之后，在余辉相或余辉相之前，在伽玛暴喷流中激发出流体动力学湍流。温和的相对论性湍流随机加速质子。加速率比通常的一阶冲击加速率慢得多，但在这种情况下，它可以是能量无关的。由此产生的UHECR光谱是如此坚硬，以至于体能量集中在最高能量范围内，导致对$\sim 10^{53.5}~\mbox{erg}~\mbox{s}^{-1}$的典型宇宙射线光度的中等要求。在这个模型中，二次γ射线和中微子的排放所引发的E2离子的生产显着抑制。尽管注射时的UHECR光谱显示出弯曲特征，但这与观察到的UHECR光谱形状不冲突。宇宙成因中微子谱在$10^{17}$ - $10^{18}$ eV范围内变得明显困难，这可能会被未来的观测所验证。
2016-07-09 astro-ph.HE
Gamma-Ray Constraints on Maximum Cosmogenic Neutrino Fluxes and UHECR Source Evolution Models
倾角模型假设10 $^{18}$ eV以上的超高能宇宙射线（UHECR）仅由质子组成，并且与HiRes测量的光谱和成分一致。在这里，我们提出的宇宙成因中微子通量的范围内的倾角模型，这是兼容的河外甚高能量（VHE）的伽马射线扩散背景来自2.5年的费米/LAT数据的最近确定。我们表明，在倾角模型预测的最大通量将检测IceCube在约10年的观测和ARA项目的几年的观测范围内。在不完全的UHECR模型中，质子被假定只在10 $^{19}$ eV以上占主导地位，宇宙成因中微子通量可能是2或3倍。在这些能量下，UHECR中任何一部分较重的核都会减少最大宇宙成因中微子通量。我们还考虑了特殊的演化模型，其中UHECR源被假定为具有相同的演化，无论是恒星形成率（SFR），或伽马射线暴（GRB）率，或在宇宙中的活动星系核（AGN）率，并发现后两个是不利的（和在倾角模型拒绝）由新的VHE伽玛射线背景。
2011-07-08 astro-ph.CO astro-ph.HE
Cosmogenic Neutrino Point Source and KM3-230213A
本文研究瞬变超高能宇宙线源产生的宇宙成因中微子点源性质，指出其角范围通常为亚度量级且早期通量可超过弥漫背景，并论证 KM3-230213A 事件可能来自附近瞬变 CN 源而非弥漫发射。
2025-07-18 astro-ph.HE
Secondary neutrino and gamma-ray fluxes from SimProp and CRPropa
河外空间中的超高能宇宙射线（UHECR）与宇宙微波背景（CMB）和河外背景光（EBL）中的光子相互作用可以产生高能中微子和光子。UHECR传播的模拟需要关于物理量的知识，例如EBL和光致蜕变截面的光谱。这些假设，以及在代码中使用的近似，可能会影响计算的UHECR光谱和成分，以及相关的宇宙成因中微子和光子通量。在我们之前的工作中，我们研究了这些不确定性对UHECR光谱和成分的影响，在这里，我们使用蒙特卡罗代码CRPropa和SimProp，在各种天体物理场景中，对中微子通量和光子，电子和正电子的产生率进行量化。我们发现，宇宙成因中微子是更敏感的选择EBL模型比UHECR，而整体宇宙成因伽马射线的产生率是相对独立的传播细节。我们还发现显着的差异中微子通量预测的最新版本的CRPropa和SimProp，并讨论其原因和可能的改进，在未来版本的代码。
2019-04-18 astro-ph.HE
Bayesian Inference Constraints on Astrophysical Production of Ultra-high Energy Cosmic Rays and Cosmogenic Neutrino Flux Predictions
能量为$\gg10^{15}$ eV的地外中微子流有可能作为高能宇宙的宇宙学探测器以及基本粒子相互作用的测试。宇宙成因中微子是由超高能宇宙射线（UHECR）与宇宙光子背景相互作用产生的，被认为是一种有保证的通量。然而，预期的中微子通量取决于最高能量的UHECR的组成;与较轻的核和质子相比，较重的核导致较低的中微子通量。本研究的目的是估计宇宙成因中微子光谱的范围与最近的宇宙射线光谱和成分数据使用一个完全推断贝叶斯方法相一致。这项研究假设了一系列与天体物理源、宇宙射线的通量和成分以及探测器系统不确定性相一致的源分布。应用于这项研究的技术是使用仿射不变的马尔可夫链蒙特卡罗，这是一个有效的贝叶斯推断工具，用于表征多维参数空间及其相关性。
2018-05-03 astro-ph.HE
Cosmogenic Neutrinos Challenge the Cosmic Ray Proton Dip Model
超高能宇宙射线（UHECR）的起源和组成仍然是一个谜。质子浸渍模型描述了它们在$10^9$ GeV以上能量范围内的光谱形状，通过对产生和与宇宙微波背景的光强子相互作用。光强子相互作用也产生宇宙成因中微子，峰值在$10^9$ GeV附近。我们测试这个模型是否仍然是可行的，根据最近的UHECR光谱测量从望远镜阵列实验，和上限宇宙成因中微子流量从冰立方。虽然两个参数的拟合已经提出，我们进行了全面扫描的三个主要的物理模型参数：源红移的演变，注入质子的最大能量，光谱指数。我们发现定性不同的结论相比，早期的两个参数在文献中的拟合：一个温和的偏好，而不是Greisen-Zatsepin-Kuzmin（GZK）截止，硬注入光谱的最大能量截止源，和强大的源演化。预测宇宙成因中微子流量超过冰立方限制的任何参数组合。结果表明，质子浸渍模型在大于95% C. L.这是强有力的证据，对这个模型独立的质量组成测量。
2016-07-15 astro-ph.HE
AGN jets as the origin of UHECRs and perspectives for the detection of astrophysical source neutrinos at EeV energies
我们证明，人口的活动星系核（AGN）可以描述所观察到的超高能宇宙射线（UHECR）的光谱在脚踝和以上，并占主导地位的贡献来自低光度BL湖。一个额外的，subdominant贡献高光度活动星系核需要改善的组合物观测的描述，导致大量的中微子通量，峰值在EeV的能量。我们还发现，不同的属性为低和高亮度AGN人口所需的可能类似的重子加载已经可以从目前的冰立方观测排除。我们还表明，从源内发射的中微子的通量应该胜过宇宙成因中微子的传播过程中产生的UHECR。这一结果对超高能（$\sim$ EeV）中微子实验具有深远的意义，因为与宇宙成因中微子相比，可以使用额外的搜索策略来搜索源中微子，例如堆叠搜索，耀斑分析和多信使跟踪。
2021-05-06 astro-ph.HE
Probing the Extragalactic Cosmic Rays origin with gamma-ray and neutrino backgrounds
GeV-TeV的γ射线和PeV-EeV的中微子背景提供了一个独特的窗口的超高能宇宙射线（UHECR）的性质。我们讨论了最近的费米-LAT数据的河外伽玛射线背景（EGB）和相关的估计点源的贡献，以及冰立方中微子数据的起源的UHECR的影响。我们计算宇宙成因的$γ$ -射线和中微子产生的UHECR的扩散通量，并推导出可能的宇宙学演化的UHECR源的约束。特别是，我们表明，在\citet{Globus2015b}中考虑的混合组合物的情况下，这是在协议（i）俄歇测量的能谱和组成的最高能量和（ii）脚踝状的功能，在光组件中检测到的卡斯卡德-格兰德，是兼容的费米-LAT测量和与当前的IceCube限制。我们还讨论了未来实验的可能性，以检测相关的宇宙成因中微子和进一步限制的UHECR模型，包括可能的次主导UHECR质子源。
2017-04-03 astro-ph.HE
Cosmogenic gamma-ray and neutrino fluxes from blazars associated with IceCube events
耀变体构成了河外$γ$射线源的绝大多数。它们也可以贡献冰立方探测到的相当大一部分弥漫的天体物理中微子。在过去的几年里，冰立方的实时警报系统导致了对可能来自天体物理学的极高能量中微子事件的多波长跟踪。这些中微子事件与$γ$射线耀变体的高活性状态在空间和时间上的巧合可以提供一个独特的机会来破译相对论喷流中的宇宙射线相互作用。假设耀变体将宇宙射线加速到高能（$E>10^{17}$ eV），我们计算了与冰立方中微子事件相关的四个耀变体对视线宇宙成因$γ$射线和中微子通量的“保证”贡献。即将到来的$γ$射线成像望远镜（如CTA）和/或计划中的中微子探测器（如IceCube-Gen 2）对这些通量的探测可能会导致超高能宇宙射线（UHECR）源的第一个直接签名。我们发现，探测来自耀变体TXS~0506+056、PKS~1502+106和GB 6 ~J1040+0617的宇宙成因中微子流需要UHECR光度$\gtrsim 10$乘以由冰立方事件推断的中微子光度。如果UHECR的光度是由冰立方事件推断的中微子光度的$\gtrsim 10$倍，那么Blazar TXS~0506+056、3 HSP ~J095507.9+355101和GB 6 ~J1040+0617都可以被CTA探测到。考虑到它们相对较低的红移和总能量，TXS~0506+056和3 HSP ~J095507.9+355101应该是即将…
2022-01-25 astro-ph.HE
Cosmogenic Origin of KM3-230213A: Delayed Gamma-Ray Emission from A Cosmic-Ray Transient
Raman Research Institute（拉曼研究所）；University of Florida（佛罗里达大学）
研究通过延迟伽马射线发射揭示KM3-230213A的宇宙起源，探讨宇宙射线暂现体与宇宙背景辐射的相互作用及多TeV伽马射线的探测。
2025-12-30 astro-ph.HE
Testing Narrow-jet Gamma-Ray Bursts as Sources of Ultrahigh-Energy Cosmic Rays
University of Florida（佛罗里达大学）；University of Johannesburg（约翰内斯堡大学）；The George Washington University（乔治华盛顿大学）；National Institute for Theoretical and Computational Sciences (NITheCS)（国家理论与计算科学研究所）；U.S. Naval Research Laboratory（美国海军研究实验室）
本研究通过三种源演化模型拟合观测数据，发现本地窄喷流GRB种群可解释最高能UHECR通量，且不违反多信使约束，其重子加载因子约为10。
2026-08-28 astro-ph.HE
Implications of a Cosmogenic Origin of KM3-230213A for Ultra-High-Energy Protons
Khalifa University of Science and Technology（哈利法科学技术大学）；Norwegian University of Science and Technology (NTNU)（挪威科技大学）
通过解释KM3NeT观测到的中微子事件KM3-230213A为宇宙成因，结合多信使约束对UHECR源参数进行最佳拟合，发现该事件单独探测要求强演化的UHE质子源（如高亮度活动星系核），但加入Auger和IceCube的零观测则排除这种强演化，且UHECR中质子比例在20 EeV处约为20%。
2026-05-22 astro-ph.HE
Cosmogenic photon and neutrino fluxes in the Auger era
超高能宇宙射线（UHECR）与普适光子场的相互作用，在星系际介质中发生光强过程和光核过程，产生相应的宇宙成因中微子和光子通量。我们执行一个适合的UHECR光谱和组成测量的皮埃尔俄歇天文台的四个源发射率的情况下：幂律红移依赖一个自由参数，活动星系核，伽马射线暴，和恒星形成的历史。我们表明，负源发射率的演变是有利的，如果我们把源的演变作为一个自由参数。在所有情况下，获得最佳拟合相对较硬的光谱指数和低的最大刚度，在注射由中间核（氮和硅基团）为主的组合物。根据这些结果，我们计算了中微子和光子的关联通量。最后，我们讨论了未来一代高能中微子和伽马射线观测站的前景，以限制UHECR的来源。
2019-01-03 astro-ph.CO astro-ph.HE
Testing Lorentz invariance violation using cosmogenic neutrinos
INFN - Laboratori Nazionali del Gran Sasso（意大利国家核物理研究所-大萨索国家实验室）
通过模拟宇宙射线产生中微子，研究洛伦兹不变性破坏对中微子传播的影响，并提出约束其破坏尺度的方法。
2023-10-05 astro-ph.HE hep-ph
Cosmogenic neutrino fluxes under the effect of active-sterile secret interactions
超高能宇宙成因中微子可能是一个独特的机会，揭示可能的新的物理相互作用，一旦仅限于中微子部门。在本文中，我们研究了一个秘密的积极的不育的相互作用，介导的赝标量，宇宙成因中微子的预期流量的可观察到的效果。结果表明，对于质量为数百MeV的不育中微子和赝标量，必须逃避宇宙学，天体物理学和基本粒子的约束，这种新的相互作用的存在下，可以显着改变宇宙成因中微子在地球上的能量范围从PeV到ZeV的能谱。有趣的是，如果标量介质质量在250 MeV左右，并且UHECR由质子分量主导，则在GRAND装置上可以检测到光谱的失真。更大的介质质量或由更重的原子核主导的UHECR的化学成分将需要更大的宇宙射线设备，这在未来可能是可用的。
2020-05-12 astro-ph.HE hep-ph
Constraints on the origin of ultra-high-energy cosmic rays from cosmogenic neutrinos and photons
我们研究了超高能宇宙射线（UHECR）在河外传播过程中宇宙成因中微子和光子的产生。对于广泛的模型在宇宙学演化的源光度，成分和最大能量，我们计算宇宙成因秒的预期流量归一化我们的宇宙射线输出实验光谱和比较GeV-TeV的伽玛射线的扩散通量的费米卫星测量的实验之一。这些模型中的大多数都为目前的实验（如IceCube或Pierre Auger）提供了显着的中微子通量。此外，我们讨论的可能性签署UHE质子源的存在，无论是在宇宙射线视界内或外使用中微子或光子观测，即使宇宙射线的组成变得更重的最高能量。我们讨论了可能的限制，可能带来的UHECR起源从不同的信使和能量范围。
2011-11-15 astro-ph.HE hep-ph
A new view on Auger data and cosmogenic neutrinos in light of different nuclear disintegration and air-shower models
我们研究了皮埃尔俄歇天文台的超高能宇宙线（UHECR）数据的潜在加速器候选人和宇宙成因中微子通量的核衰变和空气簇射模型的不同组合的影响。我们利用最新的光谱和质量组成数据（2017年），使用一种新的计算效率非常高的模拟代码PriNCe。我们扩展了最初由Pierre Auger合作开发的系统框架，并将宇宙源演化作为额外的自由参数。在这个框架中，广义UHECR加速器的合奏的特点是由一个通用的光谱指数（等于所有注入物种），最大刚度，和五个核元素组的归一化。我们发现，2017年的数据有利于重元素（铁）在源头的贡献较小但有限。我们证明，结果适度依赖于核衰变（PSB，花生，或Talys）模型，更强烈的空气淋浴（EPOS-LHC，Sibyll-2.3，或QGSjet-II-04）模型。这些模型的变化导致不同的源演化和光谱指数，限制了对特定类别宇宙加速器的解释。更好的约束参数包括最大刚度和源处的质量组成。因此，宇宙成因中微子通量可以被稳健地预测，因为它起源于与宇宙红外背景的相互作用，峰值位于$10^8 \, \mathrm{GeV}$。取决于高红移的源演化，在大多数情况下，未来的中微子观测站可能无法获得通量，并且如果不假设源的宇宙学分布，就不能从数据中声称最小的宇宙成因中微子通量。
2019-02-11 astro-ph.HE
Constraints on the proton fraction of cosmic rays at the highest energies and the consequences for cosmogenic neutrinos and photons
本研究结合多信使观测约束，量化最高能段超高能质子的可能占比，分析其对应的宇宙生成中微子与伽马射线流强，为未来多信使观测提供新方向。
2024-03-06 astro-ph.HE
Interactions of Cosmic Rays around the Universe. Models for UHECR data interpretation
超高能宇宙射线（UHECR）预计将在天体物理源中加速，并在撞击地球大气层之前穿过河外空间。它们既与源中的环境相互作用，又与它们遇到的星系际光子场相互作用，根据原子核静止坐标系中的光子能量，在不同尺度上引起不同的过程。UHECR相互作用对河外背景光谱和光致衰变模型中的不确定性很敏感。
2017-05-11 astro-ph.HE
Probing UHECR production in Centaurus A using secondary neutrinos and gamma-rays
本文研究了超高能宇宙射线（UHECR）与河外背景辐射相互作用产生中微子和光子的过程。假设半人马座A是UHECR的主要来源，并研究了通过探测UHECR传播过程中产生的次级中微子和光子来识别该来源的可能性。模拟了15个关于3个河外磁场（EGMF）和5个成分丰度的天体物理模型。研究了中微子和光子的通量和到达方向。它表明，从岑A的信号的检测与统计意义是可以实现的，目前的观测站在几年内，并建议在不久的将来的实验。还介绍了结果对模型的依赖性。
2021-05-20 astro-ph.HE
The UHECR source evolution and high-energy neutrinos and γ-rays
超高能宇宙射线与背景光子的相互作用限制了宇宙射线到达我们的距离，使其通量的测量对高红移源的特性不敏感。另一方面，二次PeV-EeV中微子产生的UHECR传播可以到达地球，即使从非常高的红移，和电磁级联发起的二次光子和电子/正电子有助于扩散的伽马射线背景。因此，结合UHECR，中微子和伽马射线数据的多信使分析仍然可以提供有关UHECR源的宇宙学演化的信息。在这项工作中，我们比较预测的粒子通量从蒙特卡罗模拟在各种情况下与最近的实验数据，并讨论了结论，可以得出有关UHECR源和它们的宇宙学演化。
2017-07-16 astro-ph.HE
Extragalactic propagation of ultrahigh energy cosmic-rays
本文综述了高能宇宙射线（UHECR）的河外传播。我们提出了质子和原子核的不同能量损失过程，以及它们对UHECR谱和组成的能量演化的预期影响。我们讨论了皮埃尔俄歇天文台最近提供的成分分析的可能影响。河外磁场的影响和可能偏离的直线的情况下也提到，以及生产的次级宇宙成因中微子和光子和约束，他们的观察将意味着UHECRs的起源。最后，我们简要讨论了解决UHECRs之谜的多信使方法的相关性。
2011-11-14 astro-ph.HE
Can astrophysical neutrinos trace the origin of the detected ultra-high energy cosmic rays?
由于天体物理学中微子是在宇宙射线的相互作用中产生的，因此利用中微子的方向相关性来识别宇宙射线的起源是该领域最有趣的可能性之一。为此，特别是超高能宇宙射线（UHECR）是有希望的，因为它们比低能量的宇宙射线更少地被河外和银河磁场偏转。然而，UHECR的光强子相互作用限制了它们的视界，而中微子在宇宙学距离上不相互作用。我们研究的可能性，以寻找各向异性从理论的角度来看，考虑到UHECR视界，磁场偏转，和宇宙学源的演化，通过调查中微子UHECR的相关性。在假设中微子和UHECR都来自同一个源类的情况下，我们证明了中微子多重态的非观测强烈限制了发现中微子-UHECR关联的可能性。
2020-04-09 astro-ph.HE
UHE neutrino astronomy and neutrino oscillations
$E>10^{17}$ eV的UHE中微子可以由超高能宇宙射线（UHECR）与CMB光子（宇宙成因中微子）相互作用产生，也可以由拓扑缺陷（TD）、超重暗物质（SHDM）和镜像物质等自上而下的源产生。宇宙成因中微子的预测是可靠的，它们的流量可以用数值计算UHECR的观测流量。的通量的下限得到的情况下，纯质子组成的观察到的UHECR。宇宙成因中微子流量的严格上限也是存在的。中微子的最大能量由最大加速能量决定，至少对于冲击波加速来说，最大加速能量预计不会超过$10^{21} - 10^{22}$ eV。自上而下的来源提供了高出几个数量级的中微子能量，这可以被认为是这些模型的特征。振荡在UHE中微子天文学中起着重要的作用。在宇宙成因中微子的产生过程中，$τ$ -中微子不存在，而$\barν_e$中微子被抑制。这些物种，重要的检测，出现在所观察到的通量由于振荡。镜像中微子不能被直接观测到，但由于普通中微子的振荡，它们可以在最高能量下提供最大的中微子通量。
2009-01-11 astro-ph.CO astro-ph.HE
Implications of multiwavelength spectrum on cosmic-ray acceleration in blazar TXS 0506+056
MAGIC合作最近分析了来自$γ$射线耀变体TXS 0506+056的长期多波长活动的数据。2018年12月，它在极高能量（VHE; $E>100$ GeV）$γ$射线带中闪耀，但没有检测到同时发生的中微子事件。我们的模型所观察到的光谱能量分布（SED），使用一个带lepohadronic发射。通过观测到的X射线通量对能量为$E_p \lesssim 0.1$ EeV的质子引发的强子级联产生的次级辐射的限制，估算了中微子通量。我们假设超高能宇宙射线（UHECR; $E\gtrsim0.1$ EeV），具有与低能谱相同的斜率和归一化，在喷流中加速，但有效地逃逸。我们在一个随机的、湍流的河外磁场（EGMF）中传播UHE质子。从喷气轻子发射占主导地位的GeV范围内，而级联发射CR相互作用的喷气大大有助于X射线和VHE范围。来自UHECR的视线宇宙成因$γ$射线在VHE光谱中产生硬化。我们的模型预测的中微子从喷流是一致的7.5年的流量限制IceCube，并显示在MAGIC运动没有变化。因此，我们推断GeV-TeV $γ$ -射线与中微子耀斑之间的相关性是极小的。CR中的光度限制了宇宙成因的$γ$射线通量，这反过来又将EGMF的RMS值限制为$\gtrsim 10^{-5}$ nG。宇宙成因中微子通量低于IceCube-Gen 2 10年观测的探测潜力。VHE $γ$ -射线的可变性应该是由…
2022-10-18 astro-ph.HE
Cosmogenic gamma-rays and the composition of cosmic rays
我们讨论了探测超高能（UHE）宇宙线（CR）核的来源，通过他们的宇宙成因的γ射线在GeV到TeV的能量范围内的发射的前景。这些伽马射线是由CR在宇宙辐射背景中传播期间发射的高能光子、电子和正电子引发的电磁级联产生的，并且与源附近的伽马射线的同时发射无关。UHE CR核（具有质量数A和电荷Z）的相应产生功率由π介子光生（~ A）和贝特-海特勒对产生（~ Z^2）控制。我们表明，宇宙成因的γ射线信号从一个单一的稳定UHE CR源通常是更强大的源成分和注入光谱的变化比宇宙成因中微子的伴随信号。我们研究了河外CR源的漫射辐射和最近源的点源辐射。
2011-05-25 astro-ph.CO astro-ph.HE
TeV gamma-rays from UHECR interactions in AGN cores: Lessons from Centaurus A
TeV的伽马射线已经从耀变体以及像M87和Cen A这样的射电星系中观测到。在轻子模型中，超过对产生阈值的伽马射线可以从超相对论性喷流中逃逸，因为与各向同性发射所需的那些相比，大的洛伦兹因子降低了背景光子密度。在这里，我们讨论一个替代方案，VHE光子产生的次级从UHECR相互作用的活动星系核。我们表明，TeV的伽马射线可以逃脱的核心，尽管大的红外和紫外背景。对于特殊的情况下，岑A，我们研究，如果各种现有的观测从远红外线的UHE范围内可以调和在这张照片。
2010-04-29 astro-ph.HE
Correlations between Ultrahigh Energy Cosmic Rays and AGNs
我们研究了Pierre Auger天文台报道的最高能量宇宙射线（UHECR）与Veron-Cetty Veron（VCV）活动星系核目录中星系之间的相关性。首先，我们量化的VCV目录的不均匀性和杂质的程度。其次，我们确定如何修改最高能量俄歇UHECRs和VCV星系之间的相关性时，只有光学识别AGN使用。最后，我们测量公布的俄歇UHECR和物质分布之间的相关性。我们最重要的发现是，UHECR和活动星系核之间的相关性太强，不能纯粹用活动星系核追踪大尺度物质分布来解释，这表明（除非相关性是统计上的侥幸）UHECR中有相当一部分是由活动星系核产生的。我们还发现，一旦我们考虑到在室女座地区的VCV目录的重过采样，从该地区的UHECR事件的缺乏是不相容的UHECR活动星系核的来源。
2009-04-27 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
Observe Gamma-Rays and Neutrinos Associated with Ultra-High Energy Cosmic Rays
针对超高能宇宙线与弥散高能中微子可能同源的猜想，提出对超高能宇宙线到达方向开展伽马射线和中微子观测，计算了探测概率，并指出未来相关观测可约束甚至识别其源头。
2025-02-24 astro-ph.HE
Multi-messenger particles as a probe for UHECR luminosity
本文通过估算中微子通量并分析伽马射线起源，利用多信使粒子发射估算星系超高能宇宙线光度，揭示候选源星系的加速机制与环境性质。
2024-02-21 astro-ph.HE
Ultra High Energy Cosmic Ray, Neutrino, and Photon Propagation and the Multi-Messenger Approach
第一讲讨论了从宇宙学源通过河外空间传播A=1（质子）到A=56（铁）的UHECR核。这是其次，在第二和第三讲座的考虑产生和传播的二次粒子通过UHECR损失相互作用。在第二个讲座中，我们专注于弥漫宇宙成因的UHE中微子通量的产生。在第三讲中，我们研究了UHE光子流到达地球的通量。在最后一个讲座中，前面的讲座的结果放在一起，以提供新的见解UHECR源。其中第一个提供了一种方法，通过测量UHECR光谱及其在地球上的光子分数来调查当地人口的UHECR源。其中第二个通过在地球上对UHECR核的可能观测提供了对UHECR源辐射场的约束。
2009-02-18 astro-ph.HE
Study of the PeV Neutrino, $γ$-rays and UHECRs around The Lobes of Centaurus A
皮埃尔俄歇天文台报告了最高能量宇宙射线到达方向的分布。这些事件是在10年的手术中收集的，其倾斜度在-90 $^\circ$和+45 $^\circ$之间。冰立方中微子望远镜报告在高能起始事件目录中探测到82个地外中微子。该目录中报道的最高能量中微子事件（IC 35）的能量为2004 $^{+236}_{-262}$ TeV，其重建中心为RA= $208.4^\circ$和DEC= $-55.8^\circ$（J2000）。半人马座A是距离我们最近的射电活动星系核，也是宇宙射线加速到$\sim\, 10^{20}$ eV的潜在候选者之一，我们证明了围绕半人马座A方向（15 $^\circ$半径）的超高能宇宙射线（UHECR）可以在巨瓣内加速。通过研究UHECR的组成，通过光衰变过程，这些可以达到的最大能量，在巨大的瓣和平均偏转角，核由于银河系和河外磁场，它表明，最有希望的候选人的UHECR组成是轻的核，如碳/氮核。考虑到相对论性碳核与光子场（河外背景光和同步加速器）和物质（叶内外）的相互作用，我们没有找到足够的证据将IC 35事件与Pierre Auger天文台报道的UHECR联系起来。
2018-09-15 astro-ph.HE
Predictions for the flux of high-energy cosmogenic neutrinos and the influence of the extragalactic magnetic field
宇宙成因中微子起源于在宇宙中传播的宇宙射线与宇宙背景光子的相互作用。由于高能宇宙射线和宇宙背景光子都存在，因此高能宇宙成因中微子的存在几乎是肯定的。然而，迄今为止尚未测量它们的通量。因此，我们计算了到达地球的高能宇宙成因中微子的通量，其基础是考虑到三个空间自由度和宇宙学时间演化的复杂四维模拟。我们对中微子通量的预测与最近从大规模宇宙射线实验中获得的上限是一致的。我们还发现河外磁场对中微子流有很强的影响。这项工作的结果是重要的未来中微子观测站的设计，因为它们可以评估的检测器体积，是必要的，在不久的将来检测高能量宇宙成因中微子。对这种中微子的观测将把多信使天文学推向迄今为止尚未实现的能量尺度。
2018-10-09 astro-ph.HE
Echoes of the past: ultra-high energy cosmic rays accelerated by radio galaxies, scattered by starburst galaxies
我们探讨了望远镜阵列（TA）从M82和M81星系群附近方向探测到的高能宇宙射线（UHECR）热点可能是半人马座A在更早更强阶段发射的UHECR回波的可能性。来自其他星暴星系或星系群的回波可能对地球的UHECR通量有贡献。我们使用一个说明性的Monte Carlo模型的单能量UHECR运输小角散射生成合成的天空地图。该模型通知整体能量学和时间和距离尺度的讨论。如果半人马座A在2000万年前的UHECR光度是现在的200倍，如果M82和其他星暴星系的环星系介质中的有序磁场超过10- 20 nG到400- 800 kpc的距离，我们找到了一个可行的UHECR热点的回波模型。
2022-01-06 astro-ph.HE
Systematic parameter space study for the UHECR origin from GRBs in models with multiple internal shocks
通过描述超高能宇宙射线（UHECR）的谱和成分，并通过研究预测的中微子通量（源中微子和宇宙成因中微子），我们对传统的长持续时间伽马射线暴（GRB）是内激波情景中UHECR的主要来源这一范式进行了仔细的研究。由于它已被证明，堆积搜索天体物理伽玛射线暴中微子强烈约束的参数空间在单区模型，我们专注于多个碰撞的动力学，不同的信使预计来自同一个对象的不同区域。我们提出了一个模型，它可以描述随机和确定性的引擎，我们在一个系统的方式研究。我们发现，伽玛暴确实可以描述的UHECR的各种不同的模型假设具有可比的质量，虽然与以前已知的问题的能量要求，在注射的重质量分数被发现大于70%（95%CL）。我们证明，后dicted（从UHECR数据）中微子通量的来源和UHECR传播确实低于目前的灵敏度，但将达到下一代的实验。最后，我们批判性地审查所需的源能量与本研究中发现的具体例子。
2020-09-10 astro-ph.HE
Radio Quiet AGNs as Possible Sources of Ultra-high Energy Cosmic Rays
活动星系核（AGN）是超高能宇宙射线（UHECR）的最广泛讨论的来源之一。皮埃尔俄歇天文台（PAO）最近的观测结果表明，~10^{18.5} eV以上的超高能电子回旋共振可能向重核方向发生成分变化。我们在这里表明，如果确实UHECR主要是重核，那么附近的无线电安静活动星系核也可以是UHECR的可行来源。我们推导出的加速网站，使UHECR加速到10^{20} eV，而不遭受损失的限制。我们表明，加速的UHECRs和高能量重核的生存是可能的，在秒差距尺度的弱喷流，通常观察到在这些对象，主要的能量损失通道是光致蜕变。在这个尺度上，预期由射流内部或射流与周围物质的相互作用产生的冲击波引起的能量耗散，这可能将粒子加速到非常高的能量。我们讨论了射电宁静活动星系核对观测到的UHECR通量的可能贡献，并表明单个天体在UHECR中所需的能量产生率可能低至~ 3*10^{39} erg/s，这小于测热光度的1%，因此在能量上是一致的。我们讨论了这个模型的后果，主要的一个是难以检测高能次级粒子（γ射线和中微子）从同一来源。
2009-12-17 astro-ph.HE
Correlating Fermi gamma-ray sources with ultra-high energy cosmic rays
超高能宇宙射线（UHECR）的起源是高能天体物理学中一个经久不衰的谜团。为了研究这一点，我们将最近发布的费米大面积望远镜第一源目录（1FGL）与Pierre Auger合作提供的UHECR公共样本进行了交叉关联。在样本中的27个UHECR中，我们发现12个事件到达费米源的3.1度内。然而，我们发现类似或更多的匹配在63个100个人工UHECR样本中使用的位置随机抽取的BATSE 4B目录的伽马射线暴（GRB）从1991年到1996年收集。根据我们的分析，我们没有发现证据表明，UHECR与费米源。最后，我们对宇宙射线的天体物理起源进行了一些评论。
2010-03-12 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
Ultra-high energy cosmic rays deflection by the Intergalactic Magnetic Field
超高能宇宙射线（UHECR）的起源和组成仍然是一个谜。普遍的说法是，超高能电子回旋共振会被银河系和河外磁场从它们的主方向偏转。在这里，我们描述了银河系外的贡献，不依赖于初始种子场的强度和方向的偏转的UHECRs。使用的IllustrisTNG模拟，我们表明，外流驱动的磁泡在星系形成过程中产生的反馈过程偏转大约一半的所有$10^{20}$电子伏特质子的$1^{\circ}$或更多，并高达$20$ - $30^{\circ}$。这意味着，在星系际介质中的偏转必须考虑到，以确定源的UHECR。
2021-01-18 astro-ph.HE
On ultra high energy cosmic rays and their resultant gamma rays
费米大面积望远镜（Fermi LAT）合作最近报告了对$100\mbox{MeV}$和$820\mbox{GeV}$之间各向同性河外伽马射线背景（EGRB）光谱的50个月测量。超高能宇宙射线（UHECR）质子与宇宙微波背景（CMB）光子相互作用，并产生能量为$10\mbox{MeV}\mbox{-}1\mbox{TeV}$的级联光子，这些光子对EGRB通量有贡献。我们研究了七种可能的演化模型UHECR，并发现UHECR源，恒星形成率（SFR），中低光度活动星系核类型-1（$L = 10^{43.5}\mbox{erg sec}^{-1}$在$[0.5\mbox{-}2]\mbox{KeV}$带），BL Lacertae对象（BL Lacs）的演变是最可接受的所观察到的EGRB所施加的限制。其他可能性产生过多的二次$γ$辐射。在所有情况下，衰变的暗物质的贡献都改善了高能时的拟合，但尚未解决的耀变体的贡献（它将使衰变的暗物质的作用最小）可能还提供了另一种改进。正如Ajello等人（2015）最近声称的那样，整个EGRB都可以安装可分辨但尚未分辨的耀变体的可能性，将在EGRB中留下很少的空间来容纳来自河外UHECR生产的$γ$ -射线，即使对于许多源演化速率，否则是可以接受的。我们发现，在假设的UHECR主要是质子，有没有足够的空间产生河外UHECR与AGN，GRB，甚至SFR源演化。另…
2016-03-13 astro-ph.HE
Extragalactic cosmic rays
本文回顾了超高能宇宙线物理的研究现状，在介绍了主要的实验结果和可能的解释之后，讨论了超高能宇宙线源的观测和理论限制。我还简要地评论了磁场的作用。结合这些限制，我认为，明亮的和众多的活动星系核类型的FR-I和塞弗特星系，或者超新星，是最有前途的UHECR源。最后，在结束之前，我简要介绍了会议上提出的几个模型。
2022-01-12 astro-ph.HE
Revisiting Propagation Delays of Ultra-High-Energy Cosmic Rays from Long-lived Sources
本文重新研究超高能宇宙线在河外传播中的时间延迟，发现其可与AGN活动周期相当甚至更长，从而削弱源关联，并探讨其对化学组成和河外磁场约束的意义。
2025-06-15 astro-ph.HE
Review of the anisotropy working group at UHECR-2012
超高能宇宙射线（UHECR）的研究最近经历了一个跳跃的统计以及改进的仪器。这使得在搜索宇宙射线到达方向上的各向异性时具有更好的灵敏度。在2012年2月在欧洲核子研究中心举行的关于UHECR物理学未来方向的国际研讨会上，由相互协作的“各向异性工作组”给出的报告的书面版本中，我们报告了UHECR到达方向的各向异性搜索的现状。
2013-06-20 astro-ph.HE
Summing up Ultra-High-Energy Cosmic Rays from Radio Galaxies
射电星系被广泛认为是宇宙射线的来源，被称为超高能宇宙射线（UHECR）。在这里，从最近的调查的关键问题进行了总结，其中的射电星系的个人特征，以及河外磁场结构的影响，直到120 Mpc的距离已被考虑在内。结果表明，在一个非常大的体积采取的射电星系的平均贡献不能解释在地球上测量的UHECRs的观察到的功能。然而，如果我们假设观测到的大多数UHECR仅来自两个来源，则我们与皮埃尔俄歇天文台测量的UHECR的光谱，成分和到达方向分布非常一致：超亮射电星系天鹅座A，提供了一个主要的轻组成的核物种占主导地位，高达约60 EeV，和最近的射电星系半人马座A，提供了主要高于60EeV的重质组合物。在这里，我们必须假设，我们没有包括在模拟中的250 Mpc的河外磁场能够使来自天鹅座A的大约8 EeV的UHECR事件各向同性。
2018-12-22 astro-ph.HE
Measurement of Energy Spectrum of Ultra-High Energy Cosmic Rays
超高能宇宙射线（UHECR）是能量高于$10^{18}$ eV的带电粒子，起源于银河系之外。由于地球上UHECR的通量非常小，观测UHECR的唯一可行方法是测量UHECR在大气中产生的广泛空气簇射（EAS）。这是通过使用空气荧光探测器和地面上巨大的粒子探测器阵列来完成的。皮埃尔俄歇天文台（俄歇）和望远镜阵列（TA）是两个使用这种技术的大型宇宙射线实验，分别覆盖地面上3000公里$^2$和700公里$^2$的区域。本文介绍了TA报告的UHECR谱，它使用了7年来积累的6300 km $^2$ sr年的曝光量，以及相应的俄歇结果，它使用了10年来总曝光量超过50000 km $^2$ sr年的数据。我们回顾了这两个测量的天体物理解释，并讨论了它们的系统不确定性。
2017-05-25 astro-ph.HE
Isotropy constraints on powerful sources of ultrahigh-energy cosmic rays at $10^{19}$ eV
数值计算了强源产生的超高能宇宙射线（UHECR）到达方向分布的各向异性。我们表明，考虑到银河系磁场，在$\approx 10^{19}$电子伏特的显着各向异性的非检测目前和未来的实验施加一般上限UHECR质子光度稳定源源的函数的红移。上限限制了在局部宇宙中典型稳定源的存在，并限制了$10^{19}$ eV UHECR源的局部密度为$\gtrsim 10^{-3}$ Mpc $^{-3},$，假设平均星系际磁场小于$10^{-9}$ G。该各向同性比在最高能量下测量的更强，可以指示UHECR的瞬态生成。我们的各向异性计算适用于极端高频率峰值BL Lac对象1 ES 0229+200，1 ES 1101-232，和1 ES 0347-121，测试的UHECR诱导级联模型，其中束UHECR质子产生TeV的辐射在运输从源。虽然源周围的磁场结构影响耀变体所需的绝对宇宙射线光度，但银河系周围的磁场结构直接影响观测到的各向异性。如果这两个磁场都足够弱，那么皮埃尔·俄歇天文台应该可以探测到这些耀变体的明显的UHECR各向异性，除非UHECR质子的最大能量远低于$10^{19}$ eV。此外，如果这些是高于$10^{19}$ eV的UHECR的来源，则需要银河系周围的局部磁结构来解释在$\sim 10^{19}$ eV处观察到的各向同性，这可能与UHECR诱导的级联模型在合理的喷流功率下工作的所有星…
2015-12-09 astro-ph.HE
A new Monte Carlo Generator for Ultra-High Energy Cosmic Rays from the Local and Distant Universe
为了更好地理解超高能宇宙射线（UHECR）的起源和传播，我们发展了一种基于蒙特卡罗技术的模拟任意多个源的UHECR的新方法。该方法包括三个步骤的组合。对于遥远的来源，我们普遍接受的参数化计算观测到的宇宙射线通量的贡献。对于局部宇宙的来源，我们使用前向跟踪通过现实的物质分布和磁场所产生的明确模拟的大尺度结构形成。从计算和前向跟踪中，我们生成从离散方向观察具有给定能量的粒子的概率图。为了解释银河场的偏转，这些概率图被变换为通过场参数化反粒子回溯计算的矩阵。基于组合的概率图，执行单个UHECR数据的蒙特卡罗产生，然后将其用于与UHECR测量值进行比较。模拟UHECR数据用于优化UHECR测量中使用的分析技术，以及用于约束基础源和磁场模型的参数空间。
2012-02-14 astro-ph.HE
Constraining the Emissivity of Ultrahigh Energy Cosmic Rays in the Distant Universe with the Diffuse Gamma-ray Emission
在宇宙学距离上发射的能量大于10 ^19 eV的超高宇宙射线（UHECR）会被宇宙微波和红外背景辐射通过光强过程衰减。如果河外磁场像纳高斯一样强，那么由于扩散，较低能量的河外宇宙射线（~10^18-10^19 eV）在哈勃时间内只能传播小于~Gpc的线性距离。这使得我们无法直接观测到宇宙中的大多数UHECR，因此观测到的UHECR强度仅反映了附近宇宙中数百Mpc范围内的发射率。然而，遥远宇宙中的UHECR通过与宇宙背景光子的相互作用，产生UHE电子和伽马射线，这些电子和伽马射线反过来引发宇宙背景光子的电磁级联。这种次级级联辐射形成了河外扩散GeV-TeV伽马射线辐射的一部分，与原始的UHECR不同，它是可以观测到的。受费米/LAT对河外弥漫伽马射线背景辐射的新测量的启发，我们通过要求它们产生的级联辐射不超过观测水平，获得了遥远宇宙中UHECR发射率的上限。通过与候选UHECR源（如伽玛暴和活动星系核）在高红移下的γ射线发射率的比较，我们发现，所获得的平坦质子谱的上限比伽玛暴中的γ射线发射率大~10^1.5倍，比BL Lac天体中的γ射线发射率小~10倍。在铁核组成的情况下，导出的上限的UHECR发射率是一个因素的3-5倍。进一步得到了宇宙成因中微子通量的鲁棒上限，这是冰立方探测器和下一代探测器JEM-EUSO勉强可以达到的。
2011-07-22 astro-ph.HE
Minimal Cosmogenic Neutrinos
观测到的超高能（UHE）宇宙射线（CR）通量保证了高能宇宙成因中微子的存在，这些中微子是通过CR在星系际空间传播的光强子相互作用产生的。这种中微子通量并不具有与未知CR源环境相关的许多不确定性。宇宙成因中微子的化学成分，源分布或演化和最大注入能量的UHE CR的有很强的模型依赖性。我们讨论的宇宙成因中微子光谱的下限，这取决于所观察到的UHE CR光谱和组合物，并直接涉及到实验观察和模型无关的数量。我们显示了明确的限制保守的假设源的演变。
2012-08-21 astro-ph.HE
Universal cosmic rays energy spectrum and the mass composition at the 'ankle' and above
利用俄歇天文台和望远镜阵列计划最近公布的观测数据，对超高能宇宙射线（UHECR）的起源和组成进行了一些推论。我们主张将UHECR通量建模为银河系和河外成分的组合，在能谱的著名特征“脚踝”处交换主导作用。我们特别强调了单个实验的能量分辨率和它引入的可能偏差。我们最终将两个大实验的数据结合到一个“世界平均”的UHECR光谱中，并使用它，通过分析广泛的空气簇射（EAS）发展最大深度的分布来找到UHECR的质量组成：银河系和河外成分。我们研究了宇宙线源在空间的分布对质量成分的依赖关系。我们提出了一些模型在文献中存在的结果。我们在UHECR的银河系附近发现了河外源亏损的证据，这与小尺度各向异性分析结果相一致。
2017-06-19 astro-ph.HE
Propagation of Ultra High Energy Cosmic Rays and the Production of Cosmogenic Neutrinos
我们提出了一个更新版本的{ \it SimProp} Monte Carlo程序来研究超高能宇宙射线在天体物理背景中的传播，计算地球上预期的宇宙成因中微子通量。次级中微子的研究为约束这些极高能粒子的源模型提供了有力的工具。我们将展示新探测到的PeV能量的冰立方中微子事件以及皮埃尔俄歇天文台和望远镜阵列实验的最新实验结果如何几乎在排除几个关于超高能宇宙射线天体物理源的假设的水平上。所得结果也可用于评估未来高能宇宙射线和中微子探测器的发现能力。
2015-05-18 astro-ph.HE hep-ph
Effects of extragalactic magnetic field on the spectra of ultra-high-energy cosmic rays from jetted sources
Sorbonne Université（索邦大学）
本研究通过数值模拟极高能宇宙射线在磁化宇宙中的传播，首次证明在特定条件下，喷流发射几何结构（如张角与朝向）对塑造单个源的观测能谱具有决定性作用，揭示了发射几何与磁场相互作用对能谱的影响。
2025-11-05 astro-ph.HE
