Turbulent, Extreme Multi-Zone Model for Simulating Flux and Polarization Variability in Blazars
作者提出了一个耀变体的通量和偏振的模型，其中湍流等离子体以相对论速度沿喷流流过一个直立的圆锥形激波。冲击波压缩等离子体，并将电子加速到最大γ（max）> 1E4倍的静止质量能量，γ（max）的值由磁场相对于冲击波阵面的方向决定。在计算机代码中，湍流被近似为许多单元，每个单元具有均匀的磁场，其方向是随机选择的。等离子体中高能电子的密度随时间随机变化，其变化方式与耀变体观测得到的通量变化的功率谱密度一致。因此，通量和偏振的变化是由连续的噪声过程引起的，而不是由诸如在喷流底部爆炸性注入能量之类的奇异事件引起的。示例模拟示出了这样的模型产生的通量和线性偏振随时间的行为。由代码产生的伽马射线通量的变化通常（但不总是）与较低频率的伽马射线通量相关，并且许多耀斑都是尖锐的峰值。同步辐射的平均偏振度越高，其变化的时间尺度越短，而偏振电矢量有时会随机地进行视旋转。光谱能量分布的斜率表现出比仅由能量损失引起的更尖锐的突变。所有这些结果都符合在耀变体中观察到的性质。
2013-11-29 astro-ph.HE
Is there a non-stationary γ-ray emission zone 42 pc away from the 3C 279 core?
我们调查的变量之间的关系，伽玛射线发射和喷流性质的blazar 3C 279，通过结合费米/LAT数据跨越8年的时间与并行无线电测量在多个时代VLBA在15和43 GHz的MOJAVE和VLBA-BU监测计划。本文的目的是比较VLBA观测中发现的不同成分的通量变化，在伽马射线的变化。这种分析有助于调查是否有任何喷流成分可以与伽马射线的变化。通过斯皮尔曼等级相关性，我们发现，伽马射线的变化与一个特定的区域（功能B，在MOJAVE图像）下游的观测基地（核心）的射流。因此，这个喷流成分是产生可变伽马射线发射的重要部分的可能位置。我们还计算了组件相对于VLBA核心的平均自行，发现它以$(3.70 \pm 0.35)c$的视超光速移动，这意味着其中一个伽马射线发射区不是静止的。这个喷流分量也在6.86质量和8.68质量之间，这意味着距离无线电核心至少42 pc。
2019-07-18 astro-ph.HE
Constraining the low-energy cosmic ray flux in the central molecular zone from MeV nuclear deexcitation line observations
针对银河系中心分子区高电离率所需低能宇宙线通量与GeV观测外推值不符的问题，研究提出极软反常低能宇宙线成分可解释该现象，计算其产生的MeV核退激线辐射，指出未来MeV观测可确定高电离率起源。
2024-11-04 astro-ph.HE
Estimation of Plasma Parameters in an Accretion Column near the Surface of Accreting White Dwarfs from Their Flux Variability
我们考虑的行为的吸积柱中出现的吸积下的二元系统附近的表面的白矮星。在白矮星表面附近的驻激波中加热的等离子体有效地辐射出X射线能带。我们提出了一种方法来估计后冲击等离子体参数，如密度，温度和高度的热区，从功率谱的X射线光度变化。该方法是基于这样一个事实，即在不同的傅立叶频率的热区的通量变化幅度显着依赖于其冷却时间，这是由在吸积柱的热区的参数确定。这使得热物质的密度和温度得以估计。我们表明，特征冷却时间可以有效地确定从中断频率的功率谱的X射线通量变化的吸积白矮星。目前可用的X射线仪器由于收集面积不足而不允许进行这样的测量，但这很可能通过新一代大面积X射线光谱仪成为可能。
2013-12-17 astro-ph.HE
The Cosmic Ray Population of the Galactic Central Molecular Zone
银河系中心的条件经常被拿来和星暴系统比较，后者比我们的银河系圆盘有更高的超新星爆发率、更强的磁场、更强的辐射场和更大量的致密分子气体。这种增强的星际介质与宇宙射线之间的相互作用导致更明亮的无线电和伽马射线发射。在这里，我们测试如何以及银河系中心和星暴星系之间的比较，适用于宇宙射线相互作用的银河系中心预测产生的伽马射线发射的模型。该模型只能部分解释观测到的伽马射线和射电辐射。γ射线谱的模型同意在TeV的能量，但不是在GeV的能量的数据。此外，由于无线电和伽马射线光谱模型的拟合需要在最佳风速和磁场强度上有显着差异，我们发现单区模型不能单独解释银河系中心观测到的辐射。我们的模型是通过包括一个软的，额外的宇宙射线人口的改善。我们评估这样的宇宙射线人口和它的潜在来源，并发现宇宙射线电子光谱是积极的宇宙射线质子光谱的青睐。
2014-05-27 astro-ph.HE
The Milky Way Heart: Investigating molecular gas and gamma-ray morphologies in the Central Molecular Zone
自2006年HESS合作组在银河系中央分子区（CMZ）发现了广泛分布的甚高能量（VHE; >0.1 TeV）伽马射线以来，这种发射与CS（1-0）分子线发射的积分强度的相关性推断了伽马射线的强子起源。在这里，我们描述了我们的调查开始到这种相关性的强度利用新的多线毫米波数据从Mopra CMZ和HOP调查和多波长GBT无线电连续观测对CMZ和比较这些详细的扩散TeV伽马射线发射从HESS。这些新数据的好处是，它们允许我们使用大量（>10）分子种类同时观察和分析相关性，其中一些包含它们的同位素对。同位素对的使用特别强大，因为它允许分析许多不同分子种类的光学深度，从而研究在一系列不同物理条件下相关性的性质。在这里，我们开始比较的综合线发射和连续射电发射与弥漫的伽玛射线发射，并通过使用同位素对，如HCN/H $^{13}$ CN，获得整个CMZ的光学深度对应的区域的强和弱的伽玛射线发射。我们发现，无线电连续更好地匹配伽马射线发射的峰值，这对应于更紧凑-相比，相对粗糙的分辨率的伽马射线图像-CMZ中的源。利用同位素对，我们发现在CMZ内的所有位置和速度的光学深度约为2- 4。这与CS（1- 0）线的发现相似，并且会低估CMZ的质量，这可能解释了为什么分子线发射峰似乎偏离伽马射线峰。
2011-04-01 astro-ph.HE
Time dependent simulations of multiwavelength variability of the blazar Mrk 421 with a Monte Carlo multi-zone code
本文介绍了一个新的含时多区辐射转移程序及其在Mrk 421 SSC辐射研究中的应用。代码耦合福克-普朗克和蒙特卡罗方法，在一个二维几何。第一次充分考虑了所有的光旅行时间效应（LCTE），以及对康普顿冷却的适当处理，这取决于它们。我们研究了一组简单的方案，其中的变化是由相对论电子注入作为一个“冲击波前”穿过发射区。我们考虑从两个组件的排放，与第二个要么是预先存在的和共同的空间，并参与活动区的演变，或空间上分离和独立的，只稀释观察到的变化。时间和光谱的模拟结果进行比较，Mrk 421在2001年3月的多波长观测。我们发现，可以充分拟合所观察到的SED和多波长光变曲线和相关性的参数。然而，仍然存在一些开放的问题，最显著的是：i）系统性软带内X射线滞后。ii）在耀斑衰变期间TeV和X射线通量之间的二次相关性没有被再现。这些特征是受震源的空间范围和几何形状影响的特征之一。产生硬X射线滞后的困难由于对由能量依赖的辐射冷却时间尺度和LCTE的组合引起的软滞后的偏置而加剧。关于第二个发射分量，我们的研究结果强烈支持的情况下，它是共空间的，它参与了耀斑的演变，这表明不同阶段的活动可能发生在同一地区。本文中提出的案例仅代表初步研究，尽管范围有限，但它们为真正的时间相关和多区域建模的需求提供了强有力的案例。
2011-06-09 astro-ph.CO astro-ph.HE
Anomalous Ionization in the Central Molecular Zone by sub-GeV Dark Matter
该研究提出中央分子区异常电离源于MeV暗物质湮灭产生$e^+e^-$对，并指出其可能与银心511 keV线辐射同源。
2025-03-17 astro-ph.HE hep-ph
Limits on pair production and multi-zone comptonization: The broadband X/gamma-ray spectrum of XTE J1550-564 revisited
在高光度下，黑洞双星的光谱显示出强烈的圆盘成分，伴随着同样强烈的尾部，其中至少有一些电子是非热的。我们重新分析了同时ASCA-RXTE-OSSE数据从1998年爆发的XTE J1550-564，跨度0.7-1000千电子伏，并保持最好的数据，可在这种状态下的黑洞二进制。我们重新评估的重要性，电子-正电子对生产使用一个现实的高价值的源紧凑性的第一次。可观察到的湮没线的缺乏与所观察到的伽马射线通量超过511千电子伏约束的最大电子洛伦兹因子为leq 10和注入的电子的斜率为leq 2.5。我们还使用快速（10-50 Hz）的变化谱来约束电子加热和加速的空间依赖性。我们发现，快速变化的频谱是一致的，是完全热的，所以观察到的非热发射产生从更远的流。
2015-02-25 astro-ph.HE
Variability studies and modeling of the blazar PKS 2155-304 in the light of a decade of multi-wavelength observations
高频峰值BL Lac对象PKS 2155-304的可变性进行了研究，使用近10年的光学，X射线和伽马射线数据。已收集并分析了公开可用的数据，旨在表征变异性并寻找对数正态性或周期性行为。光学和X射线范围遵循对数正态过程;在光学和高能（100 MeV <E<300 GeV）范围内发现了约700天的周期性。一个单区，时间相关的，同步自康普顿模型被成功地用于再现的变化和暂时报告的周期性与能量的演变。
2019-01-07 astro-ph.HE
Equipartition and Cosmic Ray Energy Densities in Central Molecular Zones of Starbursts
星系中磁场和宇宙射线的能量密度通常被假定为均分，从而可以从观测到的射电同步辐射谱中间接估计出磁场强度。然而，初级和次级CR都对同步辐射谱有贡献，CR电子也通过韧致辐射和逆康普顿释放能量。虽然经典的均分公式避免了这些复杂性，但最近有一些修正，解释了恒星爆发的极端条件。然而，将均分公式应用于星爆环境还预先假设时间尺度足够长以达到平衡。在这里，我们测试均分在附近的星爆星系的中央分子区（CMZ）通过模拟观测到的伽马射线光谱，这提供了一个直接的测量CR的能量密度，和无线电光谱，这提供了一个探针的磁场强度。我们发现，在恒星爆发，磁场能量密度是显着大于CR能量密度，表明均分的论点是经常无效的CMZ。
2015-12-02 astro-ph.GA astro-ph.HE
A multi-zone view on the multi-wavelength emission of blazars
本文提出耀变体喷流中多离散辐射区叠加的时间相关模型，以解释传统单区模型难以同时解释的平坦射电谱、核位移、分钟级伽马射线光变和大偏振角摆动等现象。
2023-09-21 astro-ph.HE
SRG/eROSITA view of X-ray reflection in the Central Molecular Zone: a snapshot in September-October 2019
银河系中心区域致密分子云的X射线反射已经成为超大质量黑洞Sgr A* 在几百年时间尺度上过去活动记录的强大探测器。对来自单个云的反射信号的详细研究使我们能够估计最亮耀斑的参数，并探索它们内部和周围稠密气体分布的特性。另一方面，覆盖整个中央分子带（CMZ）的广域调查对于发现新云的增亮和曾经明亮的云的长期通量衰减至关重要。在这里，我们介绍并讨论了SRG/eROSITA望远镜在2019年底的调试观测过程中获得的关于位于Sgr A* 以东的CMZ云的X射线反射的数据。我们测量的硬X射线（4-8千电子伏）通量从目前最亮的（在反射发射）分子复合物Sgr A和其他分子复合物的上限。我们确认，Sgr A复合体保持明亮的$4\times10^{-13}\, {\rm erg\,s^{-1}\,cm^{-2}\,arcmin^{-2}}$的水平，使其成为一个很好的候选人，为深即将到来的高分辨率成像和偏振观测。我们还讨论了来自云的反射发射的独特特征，对于这些云，主照明锋已经过去，并且信号由多次散射辐射主导。
2021-11-15 astro-ph.GA astro-ph.HE
Variability and Optical Polarization Can Probe the Neutrino and Electromagnetic Emission Mechanisms of TXS~0506+056
高能中微子事件IceCube-170922 A与耀变体TXS~0506+056的关联表明，强子过程可能在耀变体喷流中运行。我们进行半解析光谱拟合的多波长的发射，以获得射流的物理参数的估计，并发现多波长的发射可以解释由质子同步加速器的情况下，或电子逆康普顿散射的情况。在质子同步加速方案中，需要$10-100$ ~G的强磁场，这意味着粒子加速可能是由诸如磁重联事件的能量耗散驱动的。逆康普顿方案意味着磁场为$0.1-1$ ~G。因此，粒子加速很可能是由动能能量耗散（如冲击）驱动的。基于以上两种情况，我们还讨论了单区和多区模型下的中微子产生。我们证明，可变性和光学偏振签名可以用来区分这两种情况下，由于其截然不同的磁场。具体地，质子同步加速器场景可以在活动状态之上的低能量光谱分量中示出孤儿快速可变性，其中光学偏振度$\lesssim 10\%$贯穿活动状态。相反，逆康普顿散射的情况下预测的低和高能量的组件在短期和长期的时间尺度上的协变，以及一个强烈的可变光学偏振度，可以达到$\gtrsim 20\%$。我们的研究结果表明，光学偏振测量和良好的分辨多波长光变曲线可以用来了解电磁和高能中微子发射的TXS~0506+056和类似的事件在未来。
2018-08-02 astro-ph.HE
Simulations of Stochastic Long-Term Variability in Leptonic Models for External-Compton and Synchrotron Self-Compton Dominated Blazars
在这项工作中，我们调查的性质，多波长变化的耀变体从一个纯粹的数值方法。我们使用一个含时的单带轻子耀变体发射模型，通过在发射区引入随机参数变化来模拟多波长的光变。这些随机参数变化产生的Monte Carlo方法，并具有$α=-2$在其功率谱密度的特征幂律指数。我们包括具有代表性的耀变体测试情况下，平坦的频谱射电类星体和高同步加速器峰值BL Lacertae对象的光谱能量分布的高能量分量占主导地位的外部康普顿和同步加速器自康普顿发射，分别。通过对模拟结果的分析，揭示了这两种blazar星的不同之处，以及驱动这种变化的物理参数。我们表明，变异的功率谱是密切相关的基本随机参数变化的情况下。在多波长交叉关联函数中存在不同祖先变化之间的明显差异。
2021-12-06 astro-ph.HE
Galactic center gamma-ray production by cosmic rays from stellar winds and Sgr A East
高能立体系统（HESS）、主要大气伽马射线成像切伦科夫望远镜（MAGIC）和甚高能辐射成像望远镜阵列系统（VERITAS）都观测到了与银河系中心分子带密切相关的弥散伽马射线辐射。产生这种发射的最被接受的方案是通过宇宙射线（CR）和环境气体之间的强子相互作用，其中CR从中心和连续的1 PeV质子源（PeVatron）加速。我们探索的三维（3D）的中心分子区的形状的影响，通过伽马射线探测的CR能量密度的间接观察。我们模拟合成伽马射线地图使用CR扩散模型与球形注入，一个各向同性扩散系数，没有平流，和单能量粒子的1 PeV。此外，考虑到观察到的气柱密度，我们使用了两种不同的3D气体分布，有和没有内腔。我们发现，当使用一个持久的CR源，盘状气体分布需要重现现有的CR间接观测。这与一些动力学模型和基于发射和吸收分子线比较的研究所暗示的连续气体分布是一致的。然而，它与中央分子区的几种模型相矛盾，这意味着该结构具有重要的内腔。这种紧张可以通过额外的脉冲CR注射来调和。如果中央分子区有一个空腔，一个复合CR人口，来自中央0.5 pc的沃尔夫-拉叶星和超新星Sgr A东的恒星风，产生一个很好的匹配银河系中心观测到的伽马射线形态。
2022-02-11 astro-ph.HE
Integrated Study of X-ray Spectrum and Time Lags for HBL Mrk 421 within the Framework of the Multiple-Zone Leptonic Model
本研究利用多段XMM存档数据，通过贝叶斯分析与时延测量，构建含时双区喷流模型，成功解释HBL Mrk 421的X射线能谱与时滞特征，提出激波可能是其快速光变的主因。
2024-06-24 astro-ph.GA astro-ph.HE hep-ph
