The HelMod Monte Carlo Model for the Propagation of Cosmic Rays in Heliosphere
日光层调制模型HelMod求解了银河系宇宙射线通过日光层向地球传播的传输方程。它是基于一个2-D蒙特卡罗方法，其中包括扩散张量的对称和反对称部分的一般描述，从而，适当地处理粒子漂移效应以及对流内的太阳风和绝热能量损失。该模型进行了调整，以适应1）在黄道平面外距地球几个距离处观测到的数据，2）在地球附近观测到的太阳活动高峰期和低谷期的光谱。对日光层极地区域的描述给予了极大的重视。我们提出的质子，反质子和氦核的通量计算沿太阳活动周23-24与实验观测和预测的整个太阳活动周24。
2017-08-11 astro-ph.HE astro-ph.SR
Solution of heliospheric propagation: unveiling the local interstellar spectra of cosmic ray species
本地星际光谱（LIS）的质子，氦和反质子的建立使用最新的实验结果结合国家的最先进的模型在银河系和日光层中的传播。两个传播包，GALPROP和HelMod，结合起来，提供一个单一的框架，运行复制宇宙射线（CR）物种在不同的调制水平和太阳磁场的两个极性的直接测量。为了以自洽的方式实现这一点，开发了一种迭代程序，其中GALPROP LIS输出被馈送到HelMod中，HelMod提供所选实验的特定时间段的调制光谱以与数据进行比较;在此阶段进行HelMod参数优化，并循环返回以使用新的GALPROP运行调整LIS。使用1997-2015年的大量质子光谱数据集，使用极大似然程序调整参数。建议的LIS既包含旅行者1号测量的低能星际CR光谱，也包含BESS、Pamela、AMS-01和AMS-02从气球和近地有效载荷进行的高能观测;它还考虑了黄道平面外测量的计数率特征。在整个能量范围内，所得到的解与AMS-02、BESS和PAMELA的质子、氦和反质子数据符合得很好。
2017-04-20 astro-ph.HE
Cosmic Rays Propagation with HelMod: Difference between forward-in-time and backward-in-time approaches
日球层内的宇宙射线调制可以用帕克在1965年提出的输运方程很好地描述。为了求解这个方程，过去遵循了几种方法。最近，蒙特卡罗方法由于其相对于其他数值方法的优点而得到了广泛的应用。在蒙特卡罗方法中，输运方程与一组完全等价的随机微分方程相关联。这个集合用于描述准粒子从源的随机路径，例如，星际介质，到特定目标，例如，地球上的探测器在这项工作中，我们提出了时间向前和时间向后的蒙特卡罗解。我们提出了一个实现的框架中的HelMod代码表明，这两种方法之间的差异是低于5\%，可以引用的方法本身的系统不确定性。
2015-08-13 astro-ph.HE physics.space-ph
From Observations near the Earth to the Local Interstellar Spectra
宇宙射线（CR）从其源到观测者的传播在高能时主要被描述为普通扩散，而在低能时，在星际空间和日光层中都涉及其他物理过程。直到最近，后者一直是一个相当不确定的问题。新的数据获得的几个CR任务可以用来和本地星际光谱（LIS）的CR物种，这将显着减少与日光层传播的不确定性。在本文中，我们提出了CR质子和氦的LIS外的日球边界。建议的LIS进行调整，以适应这两个，低能量CR光谱测量的旅行者1号，和高能量观测公开发布的BESS，帕梅拉，AMS-01和AMS-02。质子和氦LIS是通过结合银河系中的CR传播（如GALPROP所述）与使用HelMod Monte Carlo工具计算的日光层调制而得出的。建议的LIS进行调整，以再现调制的光谱，高和低，太阳活动的水平。
2016-12-29 astro-ph.HE
Spectra of Cosmic Ray Sodium and Aluminum and Unexpected Aluminum Excess
自发射以来，阿尔法磁谱仪-02（AMS-02）对宇宙射线（CR）种类、$\bar{p}$、$e^{\pm}$和原子核（H-Si、Fe）的光谱进行了高质量的测量，取得了一些突破。AMS-02的最新结果是测量了CR钠和铝的光谱，最高可达$\sim$ 2 TV。由于它们在太阳系中的丰度较低，每种元素的很大一部分都是由较重的物质碎片产生的，主要是Ne，Mg和Si。在本文中，我们使用AMS-02对钠和铝光谱的精确测量，结合ACE-CRIS和Voyager 1数据来测试它们的起源。我们表明，钠光谱与GalProp-HelMod框架的预测一致，而铝光谱显示出显着过剩的刚性范围从2-7 GV。在这种情况下，我们讨论了其他低能量过剩的起源，在Li，F和Fe发现较早。观察到的Li、F和Al的过量似乎与本地沃尔夫-拉叶（WR）星假说一致，该假说被用来重现CR中异常的$^{22}$ Ne/ $^{20}$ Ne、$^{12}$ C/ $^{16}$ O和$^{58}$ Fe/ $^{56}$ Fe比值，而Fe的过量可能与太阳附近过去的SN活动有关。我们还提供了更新的本地星际光谱（LIS）的钠和铝的刚度范围从几MV $\sim$ 2电视。我们的计算采用自洽GalProp-HelMod框架，已被证明是一个可靠的工具，在推导LIS的CR $\bar{p}$，$e^{-}$，和核$Z\le28$。
2022-05-16 astro-ph.HE
Local interstellar cosmic-ray spectra derived from gamma-ray emissivities
宇宙射线与星际气体相互作用产生的精确伽马射线发射率最近已经使用费米-LAT数据导出，并用于约束质子和轻子的局部星际光谱。我们报告的持续努力，利用这些发射率结合最新的强子γ射线生产截面和其他限制，如同步辐射的轻子分量。星际光谱为日光层调制、宇宙线起源和传播提供了重要信息。
2015-07-17 astro-ph.HE
Influence of interstellar environment near the solar system on cosmic-ray spectra and dipole anisotropy
本文提出三分量宇宙射线模型，考虑太阳系附近星际环境影响，解释偶极各向异性能量依赖，解决宇宙射线各向异性问题，并可由LHAASO和IMAP验证。
2025-07-09 astro-ph.HE
Power requirements for cosmic ray propagation models involving diffusive reacceleration; estimates and implications for the damping of interstellar turbulence
我们定量估计的功率提供给银河系宇宙射线人口的二阶费米加速在星际介质，或因为它通常被称为在宇宙射线传播的研究，扩散再加速。使用最近的结果，从旅行者任务的本地星际光谱，我们表明，对于参数值，特别是阿尔文速度，通常用于传播代码，如Galprop，以适应B/C比，由扩散再加速贡献的功率是显着的，可以是总银河宇宙射线功率的50%。星际湍流阻尼的影响进行了简要的考虑。
2016-10-08 astro-ph.HE
Nuclear interactions of low-energy cosmic rays with the interstellar medium
动能低于每核子1 GeV的宇宙射线被认为在星际介质的化学和动力学中起着关键作用。它们也被认为负责轻元素Li、Be和B的核合成。然而，人们对低能宇宙射线的通量和成分知之甚少，因为太阳调制效应使得不可能在地球附近直接探测到这些粒子。我们首先讨论了轻元素给宇宙线研究带来的信息。然后，我们讨论了探测低能宇宙射线与星际核相互作用产生的核γ射线谱线发射的前景。
2011-09-08 astro-ph.HE
On the Physics Connecting Cosmic Rays and Gamma Rays: Towards Determining the Interstellar Cosmic Ray Spectrum
由于费米空间观测站上的大面积望远镜获得了对~50 MeV至~40 GeV的局部星际气体伽马射线发射率的高质量测量，次级核生产物理学正受到越来越多的关注。超过90%的1 GeV以上的气体相关发射率归因于宇宙射线和星际物质碰撞中形成的中性π介子衰变产生的伽马射线，轻子引起的过程在1 GeV以下变得越来越重要。根据两个物理问题重新研究了中性π介子产生和衰变的基本运动学：等压产生是否遵循标度行为？以及通过中间体π 0的产生而形成具有一定能量的伽马射线所需的最小质子动能是多少？发射率光谱将使星际宇宙射线光谱能够可靠地确定，为起源和传播研究以及太阳调制模型的输入提供参考。这种分析的方法和说明性的结果。
2013-03-26 astro-ph.HE
Determining the Spectrum of Cosmic Rays in Interstellar Space from the Diffuse Galactic Gamma-Ray Emissivity
超过90%的银河系气体相关的伽马射线发射率高于1 GeV是由于中性π介子衰变形成的碰撞之间的宇宙射线和星际物质，轻子诱导的过程变得越来越重要低于1 GeV。鉴于费米空间天文台上的大面积望远镜对~50 MeV和~4 GeV之间的局部星际气体的伽马射线发射率进行了高质量的测量，现在是重新详细研究这一主题的时候了，包括强子产生机制。发射率光谱将使星际宇宙射线光谱能够可靠地确定，为起源和传播研究以及太阳调制模型的输入提供参考。这种分析的方法和说明性的结果。
2013-07-01 astro-ph.HE
Interstellar gamma rays and cosmic rays: new insights from Fermi-LAT AND INTEGRAL
在两年多的运行中，费米-LAT彻底改变了我们对伽马射线天空的认识。星际伽马射线是这个新时代的一部分，它允许对银河系中的宇宙射线模型进行前所未有的测试。INTEGRAL/SPI数据向低能量的扩展也在不断发展。本文导出了银河系的多波长光度，并讨论了银河系能量平衡和射电-远红外关联。
2011-01-07 astro-ph.HE
Cosmic rays in early star-forming galaxies and their effects on the interstellar medium
具有强烈恒星形成的高红移星系是高能宇宙射线的来源。这些宇宙射线与银河系环境的重子和辐射场通过光对、光π介子和质子-质子过程相互作用，产生带电和中性π介子、中子和质子。因此，宇宙射线在传播时将能量储存在星际介质中。我们展示了如何超高能宇宙射线的能量传输和沉积是由星系的演化，特别是由银河系磁场的发展。我们展示了粒子驱动的能量沉积如何影响宿主及其周围环境的热演化。利用一个参数化的原星系模型，我们计算了当星系的磁场演化越来越限制宇宙射线时，对ISM的加热效应。
2017-08-22 astro-ph.HE
Cosmic-Ray Anisotropy and the Local Interstellar Turbulence
我们研究了局部星际湍流的作用，在形成大规模的各向异性的TeV-PeV宇宙射线（CR）在天空中的到达方向。假设在含有地球的磁通量管中CR的俯仰角扩散，我们计算了Goldreich-Sridhar湍流和各向同性快模的CR各向异性。在400 TeV和2 PeV的数据集的冰顶窄赤字可以拟合的湍流的一些参数。该数据还排除了部分参数空间。CR各向异性的形状可以用作星际湍流和CR运输的仍然知之甚少的属性的本地探针。
2017-02-03 astro-ph.HE
Inferring the local interstellar spectrum of cosmic ray protons from PAMELA data
我们利用PAMELA探测器在2006-2009年期间收集的宇宙射线（CR）质子数据，推导出太阳系外的局部星际CR质子谱（LIS）。我们描述了CR质子在太阳系中的传播，通过一个详细的模型的电荷符号相关的漂移发生而CR扩散在不规则的太阳磁场。我们适合PAMELA数据的每一年的数据采集，并发现他们是很好地描述了一个独特的时间无关的LIS。然后，我们讨论的后果，这LIS星系传播模型。我们发现，扩散的再加速是强烈的约束，从而确认以前的结果来自不同的渠道。
2013-06-06 astro-ph.HE
The interstellar cosmic-ray electron spectrum from synchrotron radiation and direct measurements
背景：银河宇宙射线电子、磁场和同步辐射之间的关系。目的：我们利用同步辐射来限制低能星际电子谱，使用各种无线电调查和连接从费米-LAT和其他实验的电子数据。方法：采用GALPROP宇宙线传播、γ射线和同步辐射程序。包括次级电子和正电子。宇宙射线和伽马射线数据的基础上的传播模型进行了测试对同步辐射数据从22 MHz到94 GHz。结果：同步加速器数据证实了宇宙射线电子注入谱需要一个低能量的突破。低于几个GeV的星际光谱必须低于标准模型的预测，这表明太阳调制比通常假设的要少。再加速模型更难与同步加速器约束相协调。我们表明，次级轻子是重要的同步辐射的解释。我们还考虑了宇宙线传播起源的低能量突破。结论：利用宇宙射线和同步加速器上的互补信息，对电子给出了独特而重要的约束，并对伽马射线产生了影响。鉴于普朗克和费米的任务正在进行，这种联系现在尤其重要。
2011-08-24 astro-ph.HE
The cosmic-ray puzzle and the census of the interstellar medium: the Fermi LAT view of Cassiopeia, Cepheus and the Perseus arm
宇宙射线与星际气体相互作用产生的弥散伽马射线辐射，可以追踪到整个银河系中这两者的密度。我们讨论了费米LAT观测的仙后座和仙王座区域的分析结果，对英仙座旋臂。我们发现，当地的气体的γ射线发射率是一致的预期的基础上测量的宇宙射线谱在地球上。从古尔德带到英仙座臂，辐射率逐渐降低，但测量的梯度比基于宇宙射线源分布的传播模型预测的更平坦，该模型在银河系内部达到峰值。Xco=N（H2）/W（CO）转换因子从古尔德带到英仙座臂适度增加约2倍。古尔德带中HI和CO测量未正确追踪到的额外气体的存在由伽马射线和冷星际尘埃热发射之间的相关性提出。
2010-01-28 astro-ph.HE
Low energy cosmic rays
低能宇宙射线（最高可达GeV能量域）在星际介质的致密相的物理和化学中起着至关重要的作用。与星际电离辐射不同，它们可以穿透大柱密度的气体，到达分子云的核心。通过维持一个小的但不可忽略的气体电离部分，它们决定了等离子体和磁场之间的耦合，这反过来又影响了云的动态演化，并影响了恒星和行星形成的过程。星际云中氢分子的宇宙射线电离也推动了丰富的星际化学，这是通过对电磁波谱的广泛区域（从亚毫米到可见波段）中的谱线的观测所揭示的。天体物理学各个分支的一些最新发展为我们提供了关于低能宇宙射线的前所未有的观点。对于非常局部的星际介质和遥远的星际云，现在都可以对这种粒子的强度进行精确的测量和限制。对这些最新数据的解释目前仍有争议，新出现的情况要求重新评估用来描述银河系中低能宇宙射线的起源和/或传输的情景。
2022-03-28 astro-ph.HE
The Implications of a High Cosmic-Ray Ionization Rate in Diffuse Interstellar Clouds
弥漫的星际云显示出大量的H_3^+，只有通过H_2的高电离率才能维持。宇宙射线是这种环境中的主要电离机制，因此大的电离率意味着高的宇宙射线通量，以及大量的能量驻留在宇宙射线中。在本文中，我们发现标准传播宇宙射线谱预测的电离率比从H_3^+推断的电离率低得多。低能（~10 MeV）宇宙射线是电离氢的最有效的射线，但不能被直接探测到;因此，低能宇宙射线通量的不可观测的增强为H_3^+的结果提供了一个合理的解释。除了电离，宇宙射线还通过分裂原子核和激发原子核状态与星际介质相互作用。这些过程产生轻元素Li、Be和B，以及伽马射线。为了测试增强的低能宇宙射线通量的后果，我们采用了两个物理动机的宇宙射线光谱的建设再现电离率推断在弥漫的云，并调查这些光谱的影响致密的云电离率，轻元素丰度，伽马射线通量，和能量。这里提出的一个光谱提供了一个解释，在弥漫云中看到的高电离率，同时似乎仍然与其他观测数据大致一致，但这个光谱的形状表明，超新星遗迹可能不是低能宇宙射线的主要加速器。
2009-01-08 astro-ph.HE
Large-Scale Cosmic-Ray Anisotropy as a Probe of Interstellar Turbulence
我们计算了大规模的宇宙射线（CR）的各向异性预测的范围内的Goldreich-Sridhar（GS）和各向同性模型的星际湍流，并将它们与IceTop数据进行比较。在一般情况下，预测的CR各向异性不是一个纯粹的偶极子;冷点报告在400 TeV和2 PeV的GS模型，其中包含一个光滑的赤字平行传播波和广泛的共振功能是一致的，虽然一些其他的可能性，但尚未被排除。特别是，各向同性的快磁声波湍流可以匹配在高能量的观测，但不能容纳的CR各向异性的形状的能量依赖性。我们的研究结果表明，大规模CR各向异性的改进数据可以提供一个有价值的探测器的属性-特别是功率谱-星际湍流在几十秒差距从地球。
2017-02-06 astro-ph.HE
The Fermi-LAT view of cosmic rays and interstellar gas in the Cygnus region: a not so special spot of the Local Arm
天鹅座地区的主机最显眼的恒星形成区域靠近太阳，嵌入在一个巨大的复杂的分子云在本地手臂。我们提出了一个分析的费米-LAT观测天鹅座打算探测宇宙射线和星际物质的内容。根据伽马射线数据，我们估计在距离1.4 kpc的复合体中，星际气体的总质量为（8 + 5 - 1）x 10^6太阳质量。来自原子气体的伽马射线发射支持来自无线电吸收/发射对的平均HI自旋温度，以估计其柱密度。在大质量天鹅座复合体中得出的X（CO）= N（H2）/W（CO）比值与其他LAT对本地和英仙座臂云的估计一致。暗气体的质量，逃脱HI和CO观测，但被尘埃和伽马射线追踪，占总量的10%。我们发现，在0.1 - 100 GeV能带中，每个星际H原子的平均γ射线发射率与本地臂其他部分的测量结果非常一致。尽管天鹅座存在潜在的加速器，而且与太阳系相比，天鹅座的星际密度要大得多，但沿着本星系臂，平均超过几百秒差距的射线密度和光谱是相当均匀的它们的宇宙射线数量在这样的尺度上是相似的。
2011-10-31 astro-ph.HE
Cosmic ray propagation in the interstellar magnetic fields
TeV-PeV宇宙射线（CR）在银河系中的传播可以描述为一个扩散过程。我们在这里讨论两个影响，具有重要的观测结果，不能预测的扩散近似在其通常的形式。首先，我们提出了一个解释的CR各向异性观察到在小角度尺度上的天空。我们发现，当地的磁场配置内的CR平均自由程从地球自然的结果在CR通量各向异性在小和中等尺度。第二，我们指出，TeV-PeV CR应预期在星际介质中扩散强烈的各向异性的尺度小于最大尺度的空间波动的字段，$\sim 100$ pc。这特别质疑了关于CR在源周围扩散的通常假设。
2014-11-28 astro-ph.HE
Cosmic Ray Sampling of a Clumpy Interstellar Medium
宇宙射线如何对星暴星系中的多相星际介质（ISM）进行采样对许多科学目标具有重要意义，包括评估这些系统的宇宙射线量热计模型，预测它们的中微子通量，以及模拟它们的风。在这里，我们使用蒙特卡罗模拟研究宇宙射线采样的一个简单的，两相ISM的条件下，类似于那些典型的星爆星系M82。宇宙射线采样的平均密度的ISM在星爆区域的假设进行了评估，在一个多维的参数空间，我们不同的分子云的数量，银河风的速度，在何种程度上的磁场是纠缠的，和宇宙射线注入机制。我们评估的发射率从π生产的分子云的发射率，如果宇宙射线采样的平均密度，将被观察到的比率，并寻求参数空间的区域，这个比率显着不同的单位。宇宙射线对平均密度采样的假设在大部分参数空间都成立;然而，这种假设在云密度高、注入点靠近云和磁场非常复杂的情况下开始失效。最后，我们评估我们的模拟星爆区域的行为作为一个质子量能器和构建的时间依赖的宇宙射线的爆发光谱的程度。
2013-10-31 astro-ph.HE
Studies on cosmic ray nuclei with Voyager, ACE and AMS-02: I. local interstellar spectra and solar modulation
宇宙线粒子在银河系和日球层中的加速和传播相互纠缠，导致银河系宇宙射线（GCR）模型的复杂性和简并性。旅行者1号最近在日光层外对GCR光谱进行的测量首次直接观测到了本地星际环境中的GCR。结合ACE和AMS-02在地球附近获得的高精度数据，我们使用非参数化方法导出了从几MeV/n到TeV/n的氦、锂、铍、硼、碳和氧核的LIS谱。这些激光干涉光谱有助于进一步研究GCR的注入和传输参数。ACE记录的近20年的数据被用来确定太阳周期23和24的太阳调制参数，基于力场近似。我们发现一般协议的调制电位与中子监测器和其他宇宙射线数据推断的结果。
2018-07-25 astro-ph.HE
A semiempirical approach to low-energy cosmic ray propagation in the diffuse interstellar medium
我们用蒙特卡罗方法模拟宇宙射线沿漂移磁场的传播，研究了宇宙射线对弥漫的星际介质的电离。我们研究了低能宇宙射线如何在湍流的半透明分子云中传播，以及它们如何调节电离以及从介质中损失和获得能量。作为一个测试案例，我们使用高空间分辨率（0.03 pc）CO地图的一个良好的研究高纬度半透明云，MBM 3，湍流模型。传播问题的解决与修改后的蒙特卡罗程序，包括捕获，电离和电离损失。在均质介质中，捕获和再捕获不会产生显著影响。在非均匀介质中，粒子可以被困在云中很长一段时间。这改变了宇宙射线的分布，因为在最高能量（约100 MeV）的随机加速。在较低的能量下，反射太弱而不能产生明显的效应。能量分布的变化不会显著影响电离损失，因此电离变化是由于俘获效应。
2022-12-02 astro-ph.HE
Attenuation of LHAASO PeVatrons by Interstellar Radiation Field and Cosmic Microwave Background Radiation
本文利用 galprop 星际辐射场模型，定量计算了 LHAASO 首批 PeVatron 源及银河系微类星体的高能伽马射线吸收效应，发现部分源在 100 TeV 处吸收达 30%、3 PeV 处达 80%，为修正源区真实谱形和区分加速辐射机制提供依据。
2024-08-31 astro-ph.HE
Experimental biases on the heliospheric contribution to the observed TeV cosmic ray anisotropy
在地球上观测到的宇宙射线粒子的到达方向分布是由其银河源位置和湍流星际磁场中的轨迹弯曲的累积效应形成的。相干磁结构预计也会破坏粒子轨迹及其观察到的分布。日球层是由太阳风对星际等离子体的扫掠作用产生的大磁泡，强烈影响着地球上探测到的TeV宇宙线粒子。通过展开日光层对观测到的各向异性的影响，有可能确定宇宙射线在星际介质中的俯仰角分布。这些信息使得详细研究TeV宇宙射线在银河系中的全局扩散特性成为可能。然而，观测盲目的宇宙射线到达方向分布的关键特征可能会导致在确定日光层的影响和星际CR分布的偏差。银河TeV CR扩散特性的任何推断必须仔细考虑本地传播现象和观测的局限性。
2019-07-31 astro-ph.HE
Time variability of TeV cosmic ray sky map
宇宙射线强度在小角度尺度上的变化是由于太阳系附近的星际湍流。我们表明，{湍流起源的小尺度结构意味着}所观察到的宇宙射线强度天图的形态与我们在星际湍流中的位置不同。宇宙射线的回旋半径被证明是与天空图中可观测到的弧度角尺度上的变化相关的长度尺度。强度\mpo{at a certain}角标度变化的程度与我们位置的变化成正比，最大变化大约是现有天空图中该标度处强度变化的幅度。}我们认为，对于TeV的宇宙射线的可测量的变化可能会发生在十年的时间尺度，由于地球的运动通过星际介质，如果星际湍流持续下降到gyroradius，\mpo{about $00\ μ\mathrm{pc}$ for TeV-ish cosmic rays}。观测证据的变化，或没有它，可以提供一个有用的洞察小尺度各向异性的物理起源。
2018-11-19 astro-ph.HE
Diffusion of Cosmic Rays in a Multiphase Interstellar Medium Swept-Up by a Supernova Remnant Blast Wave
超新星遗迹（SNRs）是最具能量的天体物理事件之一，被认为是银河系宇宙射线（CR）的主要来源。费米卫星最近的一份观测报告显示，信噪比的伽马射线谱中存在π介子衰变的特征。这提供了强有力的证据表明，高能质子在SNR中被加速。π介子衰变的实际γ射线辐射应取决于CR在星际介质中的扩散。为了定量分析从加速站点的高能量CR的扩散，我们已经进行了CR质子的测试粒子数值模拟使用三维磁流体动力学（MHD）模拟的星际介质被冲击波扫起。我们分析了在我们模拟的信噪比中几个pc量级的CRs的扩散，发现CRs的扩散精确地由Bohm扩散描述，这是有效加速所需的，至少对于实际的星际介质，能量超过30 TeV的粒子。虽然我们在模拟中发现了超扩散过程（传播距离与t^0.75成正比）的可能性，但在SNR中湍流的长度尺度上，它对CR扩散的影响是有限的。
2015-06-16 astro-ph.HE
High-Energy Gamma Rays from the Milky Way: Three-Dimensional Spatial Models for the Cosmic-Ray and Radiation Field Densities in the Interstellar Medium
星际起源的高能伽马射线是由宇宙射线（CR）粒子与银河系中弥漫的气体和辐射场相互作用产生的。这种发射的主要特点是很好地理解和复制现有的CR传播模型采用2D Galactocentric圆柱对称几何。然而，来自费米大面积望远镜等仪器的高质量数据显示，在几到几十度的尺度上，模型预测存在重大偏差，这表明需要包括银河系螺旋结构的细节，因此需要三维空间建模。在本文中，从银河系的高能星际辐射计算使用新版本的GALPROP代码采用三维空间模型的CR源和星际辐射场（ISRF）的密度。CR源的空间分布的三个模型被用来区分其相对比例的输入光度归因于平滑盘或螺旋臂。两个ISRF模型的基础上开发的恒星和尘埃的空间密度分布从文献再现当地的近远红外观测。星际发射模型，包括臂和隆起的CR源和ISRF密度提供合理的物理解释的功能，发现在残留的地图从高能伽马射线数据分析。CR和ISRF密度的3D模型提供了一个更现实的基础，可用于解释来自银河系的非热星际发射。
2017-08-02 astro-ph.HE
Local interstellar spectra and solar modulation of cosmic ray electrons and positrons
低能宇宙射线在日球层传播时会受到太阳活动的调制，导致对它们在源处的加速和在银河系中传播的理解模糊不清。利用AMS-02对$e^-$、$e^+$、$e^-+e^+$和$e^+/(e^-+e^+)$谱的精确测量，以及旅行者1号对远离太阳的$e^-+e^+$通量的极低能测量，分别得到了$e^-$和$e^+$组分的局域星际谱。我们的方法是基于非参数描述的LIS的$e^-$和$e^+$和力场太阳调制模型。然后，我们得到的LIS的基础上的太阳调制参数的演变和宇宙线$e^-$和$e^+$ AMS-02测量的月流量。{ \bf为了更好地拟合月数据，调制通量乘以了$e^-$和$e^+$的额外重整化因子。}结果表明，太阳对正电子的调制参数与宇宙线核的调制参数符合得很好，而且在日球磁场极性反转后，太阳对正电子和电子的调制参数随时间的演化存在差异，这表明太阳对正电子的调制具有明显的荷号依赖效应.
2020-07-28 astro-ph.HE
Snowmass 2021 LoI: Determination of cosmic ray properties in the local interstellar medium with all-sky anisotropy observations
银河宇宙射线在星际介质中的传播是粒子天体物理学尚未解决的问题之一。CR光谱和成分测量的解释及其与暗物质的可能联系关键取决于我们对银河系中CR传播的理解。几个空气淋浴实验测量了显着的各向异性的CR在TeV到PeV的能量范围。这些观测结果暗示了不止一个原因的复杂重叠：从银河系中CR源的分布到这些源的性质，从星际等离子体的湍流性质到星际介质的不均匀性质。相干磁结构，如日光层，极大地影响CR到达方向分布。为了确定太阳系周围直到粒子平均自由程距离的局部星际介质（LISM）中的原始CR到达方向分布，必须考虑并消除日光层的畸变效应。使得可以使用Liouville映射技术来推断LISM中的CR俯仰角分布。有了星际CR分布，我们可以研究CR扩散的全球特性，挖掘星际等离子体湍流的性质，测试最近和本地CR源假设，以及是否有团块的暗物质在所观察到的CR观测的作用。这项研究可以导致旨在更好地了解日光层的发展，特别是与ISM的边界区域，以及对LISM属性的额外限制。
2020-09-10 astro-ph.HE
Cosmic Rays and Interstellar Medium with Gamma-Ray Observations at MeV Energies
最新的精确宇宙射线（CR）测量和目前的伽马射线观测已经开始挑战我们的理解CR运输和相互作用在银河系。此外，由于CR的密度与星际介质（ISM）中的磁场、气体和星光的密度相似，因此CR预计会影响ISM的动力学，包括决定运输和恒星形成的物理和化学过程。在这种背景下，观测低能回旋共振产生的MeV γ射线辐射是非常重要和紧迫的。一个覆盖能量范围在~0.1 MeV和几GeV之间的望远镜，其灵敏度比以前的仪器高出一个数量级以上，将首次允许详细研究低能CR，提供有关其来源、整个银河系的光谱、丰度、传输特性及其在银河系演化和恒星形成中的作用的信息。在这里，我们讨论的CR，ISM（气体，星际光子，和磁场）和相关的伽马射线发射与这样的仪器的研究的科学前景。
2019-03-13 astro-ph.HE
On cosmic-ray production efficiency at supernova remnant shocks propagating into realistic diffuse interstellar medium
使用三维磁流体动力学模拟，我们表明，宇宙射线（CR）生产的效率在超新星遗迹（SNRs）是过度预测，如果它可以估计的基础上自行测量的H $α$丝结合激波跳跃条件。上游介质的密度波动使激波几乎处处呈波纹状和斜向分布。激波的动能转化为下游湍流的动能以及与垂直于激波表面的激波速度分量有关的热能。我们的综合观测表明，根据下游较低等离子体温度估算的CR加速效率被高估了10- 40%，因为波纹激波不会立即耗散所有上游动能。
2015-03-26 astro-ph.HE
Breaks in interstellar spectra of positrons and electrons derived from time-dependent AMS data
直到最近，人们才普遍接受局部宇宙射线谱在很大程度上是无特征的幂律，包含关于其加速和传输的有限信息。目前，鉴于宇宙线核通量中各种光谱突变的证据，这一观点正在被修订。在这里，我们专注于宇宙射线的电子和正电子，在最高的能量必须是本地的起源，由于强辐射损失。我们考虑一个纯扩散模型的银河系运输和确定其自由参数的拟合数据在很宽的能量范围内：测量星际光谱的旅行者在兆电子伏的能量，无线电同步加速器数据（敏感的GeV电子和正电子）和本地观测AMS高达~ 1 TeV。对于第一次，我们还模拟了宇宙射线电子和正电子在GeV的能量最近提出的AMS，治疗太阳调制在一个简单的扩展广泛使用的力场近似随时间变化的通量。我们能够重现迄今为止所有可用的测量结果。我们的宇宙射线电子和正电子的星际光谱模型需要存在一些光谱突变，无论是在源光谱和扩散系数。虽然我们仍然不知道这些光谱断裂的起源，但它们的存在将为未来宇宙射线加速和传输的微观物理模型提供信息。
2019-04-11 astro-ph.HE
A Hint of a Low-Energy Excess in Cosmic-Ray Fluorine
阿尔法磁谱仪-02（AMS-02）自发射以来，对宇宙射线（CR）种类、$\bar{p}$、$e^{\pm}$和原子核（H-O、Ne、Mg、Si、Fe）的谱进行了高质量的测量，取得了一些突破。AMS-02的最新结果是测量了高达$\sim$ 2 TV的CR氟光谱。由于其在太阳系中的丰度非常低，CRs中的氟被认为主要是次生的，产生于较重物质的碎片，主要是Ne，Mg和Si。与广泛用于研究CR物种起源和传播的最佳测量的次级与初级硼与碳核的比率类似，精确的氟数据将允许独立研究Si族核的起源。同时，由于缺乏准确的CR数据，CR氟的二次来源从未在较宽的能量范围内进行过测试。在本文中，我们使用AMS-02首次精确测量的氟光谱，以及ACE-CRIS和旅行者1号数据来实际测试这一范例。我们的详细建模显示，氟光谱中低于10 GV的过量可能暗示了主要的氟成分。我们还提供了一个更新的本地星际光谱（LIS）的刚度范围从几MV到$\sim$ 2电视的氟。我们的计算采用自洽GalProp-HelMod框架，已被证明是一个可靠的工具，在推导LIS的CR $\bar{p}$，$e^{-}$，和核$Z\le28$。
2021-10-12 astro-ph.HE
Cosmic Ray Transport and Gamma-Ray Signatures in the Interstellar Medium
本文综述了磁流体动力学湍流中宇宙线传播（尤其镜像扩散）的最新进展，并通过蒙特卡洛模拟初步探究年轻大质量恒星团中甚高能伽马射线发射的起源。
2025-10-14 astro-ph.HE
TeV-PeV Cosmic-Ray Anisotropy and Local Interstellar Turbulence
计算了不同星际湍流模型下TeV-PeV宇宙线大尺度各向异性的形状。一般来说，大尺度CR各向异性（CRA）不是偶极子，它的形状可以作为一种新的探测湍流。IceTop的400 TeV和2 PeV数据集可以与Goldreich-Sridhar湍流和宽共振函数拟合，但不排除其他可能性。然后，我们提出了我们的第一个数值计算的CRA下降到3 TeV的能量在三维各向同性Kolmogorov湍流。在这些低能量下，大尺度CRA与观察者周围的局部磁场线方向一致。在这种类型的湍流中，CR强度在垂直于场线的宽区域中是平坦的。即使CRA是相当gyrotropic，我们表明，观察员周围的湍流的局部配置确实导致在外观弱，“非gyrotropic”小尺度各向异性，其中包含信息的本地湍流水平。
2018-10-15 astro-ph.HE
Escape of cosmic rays from perpendicular shocks in the interstellar magnetic field
研究了星际介质中球形激波从垂直激波区逃逸的过程。超新星遗迹（SNRs）的垂直激波中的扩散激波加速被认为可以在没有上游磁场放大的情况下将宇宙射线（CR）加速到PeV量级。我们估计了由从垂直激波区逃逸所限制的CR的最大能量。通过进行测试粒子模拟，我们证实了理论估计，表明逃逸限制的最大能量在垂直冲击是几个10 TeV的典型Ia型信噪比。因此，为了使ISM中的SNR将CR加速到PeV级别，需要上游磁场放大。几个10 TeV的特征能量标度可能是最近的直接CR观测报告的10 TeV附近的光谱突变的起源。此外，我们还发现，在自由膨胀阶段，快速的垂直激波加速作用在整个激波表面的约20%的面积上，这比超光速激波区的大小要大。我们还讨论了CR电子从垂直激波中的逃逸。
2021-10-01 astro-ph.HE
Fermi LAT Study of the Cosmic-rays and the Interstellar Medium in Nearby Molecular Clouds
我们报告了用{ \it Fermi}大视场望远镜（LAT）对来自附近分子云Chamaeleon、R Coronae Australis（R CrA）以及Cepheus和Polaris耀斑区域的星际伽马射线发射的分析。它们是最近的分子云复合体之一，距离太阳系300 pc以内。这些分子云中的宇宙射线（CR）与星际气体相互作用产生的γ射线辐射对研究太阳系附近分子气体的CR密度和分布是有用的。从250 MeV到10 GeV，这三个区域的γ射线发射率约为（6- 10）$\times$ 10 $^{-27}$光子s $^{-1}$ sr $^{-1}$ H原子$^{-1}$，表明即使考虑系统不确定性，CR密度的变化也为$\sim$的20%.分子质量校正比$X_{\rm CO} = N{\rm (H_2)}/W_{\rm CO}$在三个区域之间约为（0.6- 1.0）$\times$ 10 $^{20}$ H $_2$ -molecule cm $^{-2}$（K km s $^{-1}$）$^{-1}$，表明$X_{\rm CO}$在太阳系附近存在变化。根据所得到的$X_{\rm CO}$值，我们计算了这些分子云中由\Wco \示踪的分子气体的质量。此外，在原子和分子气体之间的界面处也推断出类似数量的暗气体。
2013-03-08 astro-ph.HE
A discovery of a low-energy excess in cosmic-ray iron: an evidence of the past supernova activity in the Local Bubble
阿尔法磁谱仪- 02（AMS-02）自发射以来，对宇宙射线（CR）种类（$\bar{p}$、$e^{\pm}$）和原子核（$_1$ H- $_8$ O、$_{10}$ Ne、$_{12}$ Mg、$_{14}$ Si）的光谱进行了高质量的测量，并取得了若干突破。最新的期待已久的惊喜之一是AMS-02刚刚公布的$_{26}$ Fe的光谱。由于大的碎裂截面和大的电离能损失，大多数低能量的CR铁是本地的，并且可能具有与太阳附近相对较新的超新星（SN）活动相关的一些特征。我们对新的铁光谱以及旅行者1号和ACE-CRIS数据的分析揭示了铁光谱和Fe/He，Fe/O和Fe/Si比值在1-2 GV处的意外碰撞，而He，O，Si的光谱及其比值中没有类似的特征，暗示了低能CR的本地来源。所发现的过量与最近在陆地和月球样品以及CR中发现的放射性$^{60}$ Fe矿床非常吻合。我们提供了一个更新的本地星际光谱（LIS）的铁的能量范围从1 MeV的核子$^{-1}$ $\sim$ 10 TeV的核子$^{-1}$。我们的计算采用GalProp-HelMod框架，该框架被证明是推导CR $\bar{p}$、$e^{-}$和细胞核$Z\le28$ LIS的可靠工具。
2021-03-23 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
Study of the Cosmic Rays and Interstellar Medium in Local HI Clouds using Fermi-LAT Gamma-Ray Observations
星际气体密度分布的准确估计对于理解星际介质和银河宇宙射线是至关重要的。为了理解ISM和CR在当地的环境中，弥漫$γ$射线发射在第三象限的中纬度地区进行了研究。利用费米大天区望远镜（LAT）0.1- 25.6 GeV能区的$γ$射线数据和其他星际气体示踪剂如HI 4 PI巡天数据及普朗克尘埃热辐射模型，分别对南北两区进行了分析。研究了高温地区沙尘排放Dem随中性气柱总密度NH的变化规律，并在假设CR强度均匀的条件下，利用$γ$射线资料标定了NH/Dem比值。测得的100 MeV以上的积分$γ$射线发射率在北部和南部地区分别为$(1.58\pm0.04)\times10^{-26}~\mathrm{photons~s^{-1}~sr^{-1}~H\mbox{-}atom^{-1}}$和$(1.59\pm0.02)\times10^{-26}~\mathrm{photons~s^{-1}~sr^{-1}~H\mbox{-}atom^{-1}}$，支持太阳系附近存在均匀的CR强度。虽然大多数气体可以被解释为具有$T_\mathrm{S} = 125~\mathrm{K}$或更高自旋温度的HI，但识别出由具有$T_\mathrm{S} \sim 40~\mathrm{K}$的光学厚HI主导的区域。
2020-02-04 astro-ph.HE
Cosmic-Ray Induced Diffuse Emissions from the Milky Way and Local Group Galaxies
宇宙射线充满了星系的整个体积，为星际介质的加热和电离提供了重要的来源，并且可能在恒星形成和星系演化的调节中发挥重要作用。宇宙射线与星际介质、星际辐射场和磁场之间的各种相互作用产生的从射电到高能伽马射线（> 100 MeV）的漫发射，是目前追踪银河系和其他星系中宇宙射线强度和光谱的最佳方法。在这篇文章中，我描述了我们最近的工作，模拟银河系等星系的全光谱能量分布，从无线电到伽马射线能量。其他星系，特别是麦哲伦云和M31的费米-LAT的高能量伽玛射线检测的应用程序，也进行了讨论。
2011-12-07 astro-ph.HE
Interstellar gamma-ray emission from cosmic rays in star-forming galaxies
费米/LAT在~0.1- 100 GeV范围内对恒星形成星系的观测使第一次人口研究成为可能。发现了伽马射线光度和恒星形成活动示踪物之间相关性的证据。研究各种全球条件下的银河系宇宙射线（CR）可以获得有关其起源和在星际介质（ISM）中传输的信息。这项工作解决的问题，可以预期的星际伽马射线发射作为全球星系属性的函数的标度律，建立在GeV范围内的当前实验数据是否可以约束的目标。我开发了一个2D模型的非热辐射的稳定状态CR人口与ISM在恒星形成的星系。大多数与CR相关的参数取自银河系研究，然后模拟了大量的星系，大小从4到40 kpc，几种气体分布，恒星形成率（SFR）涵盖六个数量级。在100 keV-100 TeV范围内的伽马射线光度的演变，重点是不同的发射过程和粒子群的贡献，和运输制度之间的过渡。该模型可以重现从费米/LAT人口研究中推断出的大部分SFR范围内的归一化和趋势。这是一个平原扩散计划，一个单一的扩散系数，并假设CR经历大规模的体积平均星际条件。然而，高能伽马射线光度和恒星形成活动之间并没有普遍的关系，正如不同的银河系全球性质所引入的散射和低端伽马射线发射的下降所说明的那样。
2014-02-03 astro-ph.HE
The cosmic-ray and gas content of the Cygnus region as measured in gamma rays by the Fermi Large Area Telescope
天鹅座区域拥有一个巨大的分子云复合体，它活跃地形成大质量恒星。宇宙射线与星际气体和辐射场的相互作用使它以伽马射线的能量发光。在这个方向可以看到几个伽马射线源和其他能量源。在本文中，我们分析了费米大面积望远镜测量的伽马射线发射的能量范围从100 MeV到100 GeV，以探测整个天鹅座复杂的规模的气体和宇宙射线的内容。通过选择处于其关断脉冲相位间隔的光子，来自明亮双光子的信号在很大程度上减少。我们比较了来自无线电/毫米波线和可见光消光数据的星际气体地图的漫射伽马射线发射，并寻求该地区的全球模型，包括其他的辐射源和伽马射线源。积分HI发射率和它的光谱能量分布都是一致的系统内LAT测量在太阳系附近的星际空间。平均X=N（H2）/W（CO）比与本地臂中的其他LAT测量结果一致。我们检测到来自暗中性气体的显著伽马射线发射，其质量相当于CO追踪的质量的约40%。尽管有显著的恒星形成活动和星际云的大质量，天鹅座复合体中的宇宙射线数量平均为几百秒差距，与本星际空间的宇宙射线数量相似。（节略）
2011-11-30 astro-ph.HE
Multi-wavelength Signatures of Cosmic Rays in the Milky Way
宇宙射线在银河系中传播，并与星际介质和磁场相互作用。这些相互作用产生跨越电磁波谱的发射，并且是理解远距离区域中CR的强度和光谱的宝贵工具，远远超出直接CR测量所探测的那些。我们提出了最新的CR性能的研究相结合的星际发射和最新的CR直接测量与传播模型的多频观测。
2017-12-28 astro-ph.HE
Cosmic-ray propagation with DRAGON2: II. Nuclear interactions with the interstellar gas
了解地球附近观测到的宇宙射线（CR）的同位素组成是确定其起源的一个里程碑。局部通量包含所有已知的稳定和长寿命的同位素，反映了它们穿过星际介质时一次和二次的复杂历史。由于这个原因，一个旨在描述银河系中CR传输的数字代码必须依赖于次级粒子产生的精确模型。在这项工作中，我们提供了一个详细的描述的核截面和衰变网络，在即将发布的银河系传播代码DRAGON 2。我们提出了在代码中实现的二次生产模型，并应用不同的处方来计算感兴趣的量，以解释局部CR通量（例如，核碎裂时间尺度、二级和三级源项）。特别是，我们开发了一个核二次产生模型，旨在准确计算轻二次通量（即：Li，Be，B）以上1 GeV/n。这一结果是通过拟合现有的经验或半经验的形式主义，在100 MeV/n至100 GeV/n的能量范围内的测量的大样本，并考虑到最相关的衰变同位素的贡献，以铁。关于次级反粒子（正电子和反质子），我们描述了从文献中收集的模型，并提供了详细的定量比较。
2018-07-10 astro-ph.HE
Spectra of Cosmic Ray Protons and Helium Produced in Supernova Remnants
在ATIC-2（高级薄电离量热计）、CREAM（宇宙射线能量学和质量）和PAMELA（反物质探测和轻核天体物理学有效载荷）实验中获得的数据表明，膝盖以下几倍于$10^{6}$ GeV的宇宙射线的元素星际光谱不是简单的幂律，但它们在磁刚度高于约240 GV时经历硬化。另一个基本特征是质子和氦能谱之间的差异，使得He/p比在从$10^{2}$到$10^{4}$ GV的能量范围内增加超过50%。我们认为超新星遗迹（SNR）中扩散激波加速的非线性性质所导致的粒子谱硬化是观测到的谱硬化的一个可能原因。氦质子比随能量的增加可以解释为宇宙线加速的结果，在信噪比的正向和反向冲击。被反向冲击加速的粒子的贡献使得产生的整个宇宙射线谱的重叠更加明显。计算了在SNR中加速并释放到星际介质中的质子和氦核的能谱。导出的稳态星际光谱与观测结果相当吻合。
2012-12-03 astro-ph.HE
Cosmic rays: interstellar gamma-ray and radio emission
本文讨论了宇宙线感生的星际γ射线与银河系射电辐射的关系，强调了对它们进行平行研究的重要性。我们给出了一个概述的结果从费米-LAT的星际伽玛射线发射，然后集中在补充研究的无线电发射从银河系。
2013-03-22 astro-ph.GA astro-ph.HE
Galactic Cosmic Ray Origins and OB Associations: Evidence from SuperTIGER Observations of Elements $_{26}$Fe through $_{40}$Zr
我们报告了在南极上空长时间气球飞行55天期间，由SuperTIGER（跨铁银河系元素记录仪）仪器测量的宇宙辐射中从$_{26}$ Fe到$_{40}$ Zr的元素丰度。这些观测结果解决了在这个电荷范围内的元素丰度与单元素分辨率和良好的统计。这些结果支持宇宙射线起源的一个模型，其中源物质由来自大质量恒星的19 $^{+11}_{-6}$ \%物质和具有太阳系丰度的$\sim$ 81\%正常星际介质（ISM）物质的混合物组成。结果还表明，难熔元素（在星际尘埃颗粒中发现）的优先加速比按原子质量（A）排序的挥发性元素（在星际气体中发现）高出$\sim$ 4倍。难熔元素和挥发性元素都表现出与质量相关的增强，具有相似的斜率。
2016-08-29 astro-ph.HE
Using TeV Cosmic Rays to probe the Heliosphere's Boundary with the Local Interstellar Medium
日球层是由太阳大气层延伸到本地星际介质（ISM）形成的磁结构。日光层与ISM之间的边界是一个很大程度上尚未探索的空间区域。尽管两个旅行者飞船都进入了当地的ISM并提供数据，但它们是在特定时间穿透广阔空间的两个点。日球边界控制着MeV-GeV银河宇宙射线（CR）在内日球层的穿透.星际keV中性原子是至关重要的外日光层，因为它们可以穿透不受干扰和转移能量的太阳风。NASA的IBEX和Cassini等任务旨在探测中性原子并监测日光层边界的电荷交换过程。日光层对TeV CR强度没有调制作用，但对它们的到达方向分布有影响。在过去的几十年里，地基CR观测站提供了CR各向异性作为能量函数的精确地图。结合观测结果来产生全天空覆盖，使得研究日光层对TeV CR粒子的影响成为可能。我们可以用最先进的日光层模型数值计算原始的TeV CR分布在当地的ISM。只有减去日光层的影响，才有可能使用TeV CR观测来推断ISM中的传播特性和磁湍流特性。CR粒子轨迹通过日光层模型的数值计算提供了一个补充工具，探测边界区域的属性。一个程序，提高日光层建模的重点是边界区域和促进合并CR实验数据分析从多个实验的CR天体物理学的好处，并提供额外的数据和工具，以探索日光层和本地ISM之间的相互作用。
2022-09-16 astro-ph.HE
Cosmic ray penetration in diffuse clouds
宇宙射线是分子云和扩散云电离的基本来源，影响它们的化学、热和动力学演化。云内宇宙射线的数量也决定了宇宙射线和云物质之间强子碰撞产生的$γ$射线通量。本文通过求解宇宙射线的定态输运方程，包括扩散、平流和中性氢原子电离引起的能量损失，研究了扩散云内外宇宙射线的光谱。我们发现，宇宙射线谱内的扩散云不同于在星际介质中的能量小于$E_{br}\approx 100$兆电子伏，无论模型的细节。在$E_{br}$以下，如果星际介质是幂律$\propto p^{-s}$，且$s$大于（小于）$\sim 0.42$，则光谱比星际介质中的光谱硬（软）。
2015-06-16 astro-ph.HE
Cosmic Rays in the Inner Galaxy and the Diffusion Properties of the Interstellar Medium
最近测量的宇宙伽马射线强度高达TeV的能量已被用来估计的光谱形状的母宇宙射线粒子存在于星际介质。这种情况下，在内部星系的粒子谱是平坦的比本地和外部星系。在各种可能的解释中，我们认为粒子的传播在更动荡的内星系星际介质中是不同的。内星系异常扩散的特征参数α可能小于局部值，相应的宇宙线粒子γ的幂律谱指数也可能不同于局部值。参数有利于一个值的α低于当地的约三角洲α = 0.2，其结果是三角洲γ = 0.1的母粒子。
2012-12-12 astro-ph.GA astro-ph.HE
