eROSITA X-ray Analysis of the PeVatron Candidate Westerlund 1
本研究利用eROSITA数据分析了PeVatron候选体HESS J1646-458及星团Wd 1的X射线发射,未发现同步辐射证据,据此推断磁场强度上限为7 uG,表明纯轻子、强子及混合发射模型均与结果兼容。
2025-03-05 astro-ph.HE
CTAO Simulations for Potential PeVatron Candidates
Thapar Institute of Engineering & Technology(塔帕尔工程技术学院);Université Paris-Saclay, CNRS/IN2P3, IJCLab(巴黎萨克雷大学,法国国家科学研究中心/欧洲核子研究委员会,IJCLab);Helmholtz-Zentrum Berlin für materialien und energie(柏林亥姆霍兹材料与能源中心)
本文通过CTAO模拟研究四个PeVatron候选源的高能伽马射线探测能力,采用Gammapy工具估算流量并确定最大截止能量,利用TS和PTS方法评估SNR是否为PeVatron源,发现需至少100小时观测时间才能检测不同截止能量的流量变化。
2026-04-16 astro-ph.HE
Search for the Galactic accelerators of Cosmic-Rays up to the Knee with the Pevatron Test Statistic
研究应用 PTS 分析多个 γ 射线源,以超过 5σ 排除 RX J1713.7−3946 和 Vela Jr. 为 Pevatron,并发现部分源的质子能谱或延伸至 400 TeV。
2023-06-02 astro-ph.HE
Cherenkov Telescope Array potential in the search for Galactic PeVatrons
未来切伦科夫望远镜阵列(CTA)天文台的主要科学目标之一是寻找PeVatrons。PeVatron是宇宙射线工厂,能够将原子核至少加速到在地球附近测量的宇宙射线光谱中看到的膝盖特征。CTA将以前所未有的灵敏度在TeV能量及更高的能量下对整个银河平面进行调查。在调查期间确定确定PeVatron候选人的有效标准至关重要,以便引发进一步的专门观察。在这里,我们提出了基于模拟的研究结果,以确定这些标准。研究的结果是PeVatron品质因数,定义为一个度量,提供光谱参数和光谱截止能量下限之间的关系。此外,PeVatron的候选人HESS J1641 $-$ 463和它的父母粒子谱的模拟和讨论。最终,我们的工作被应用于模拟的银河PeVatron种群,旨在确定CTA的灵敏度。
2019-11-14 astro-ph.HE
The expected potential of hadronic PeVatron searches with spectral $γ$-ray data from the Southern Wide-field Gamma-ray Observatory
本研究评估了SWGO天文台利用谱γ射线数据搜索强子PeVatron的预期潜力,证明其能探测多种源的谱截断并绘制探测图谱,可确认或排除候选源的PeVatron性质。
2024-02-05 astro-ph.HE
VER J2227+608: A Hadronic PeVatron Pulsar Wind Nebula?
我们报告的GeV的$γ$射线发射的检测从甚高能量(VHE)$γ$射线源VER J2227+608与SNR G106.3+2.7的“尾巴”区域。GeV的$γ$ -射线的发射扩展和空间上与CO发射跟踪的分子云一致。VER J2227+608的宽频带GeV到TeV的发射可以很好地用指数为1.90 $\pm$ 0.04的单一幂律函数拟合,没有明显的向高能量的光谱截止指示。$γ$射线发射的纯轻子模型可以被X射线和TeV数据稍微排除。在强子模型中,CR的低能含量和硬$γ$射线谱,结合中心亮源结构,表明VER J2227+608可能是由PWN而不是SNR的冲击提供动力。质子分布的截止能量需要高于$\sim$ 400 TeV,这使其成为一个有吸引力的PeVatron候选者。未来即将建立的大型高空空气簇射天文台(LHAASO)和北部的切伦科夫望远镜阵列(CTA-North)的观测可以区分这些模型,并限制超新星遗迹中宇宙射线的最大能量。
2019-10-09 astro-ph.HE
Evidence of 100 TeV $γ$-ray emission from HESS J1702-420: A new PeVatron candidate
PeVatron是一种强子粒子加速器,其能量达到宇宙射线谱的膝盖(几个$10^{15}$ eV),它的发现对于理解银河系中宇宙射线的起源至关重要。我们提供了一个更新的身份不明来源HESS J1702 - 420,一个有前途的PeVatron候选人。我们用高能立体系统(H.E.S.S.)对HESS J1702 - 420进行了新的观测,并使用改进的分析技术进行处理。分析配置进行了优化,以提高收集面积在最高的能量。我们应用三维(3D)的似然分析来模拟源区,并调整非热辐射光谱模型的PDMATHAMN射线数据。我们还分析了费米大天区望远镜(LAT)的档案数据,以限制$γ$射线能量> 10 GeV的源光谱。我们报告的检测一个新的源组件称为HESS J1702 - 420 A,这是从大部分的TeV排放分离在$5.4σ$的置信水平。HESS J1702 - 420 A的幂律$γ$射线谱以$Γ=1.53\pm0.19_\text{stat}\pm0.20_\text{sys}$的指数延伸,并且没有弯曲,直到64 - 113 TeV的能带,在该能带中它被H.E.S.S.在$4.0σ$置信水平下。这为源发射提供了证据,直到$100\,\text{TeV}$,这使得HESS J1702 - 420 A成为极高能量宇宙射线存在的令人信服的候选地点。值得注意的是,在强子的情况下,质子分布供电HESS J17…
2021-06-14 astro-ph.HE
Hadronic Scenario for Galactic PeVatron LHAASO J1912+1014u Supported by Fermi-LAT $γ$-ray Data and FUGIN CO Data
Hiroshima University(广岛大学);Gifu University(岐阜大学);Institute for Theoretical Physics and Astrophysics, Julius-Maximilians-Universität Würzburg(维尔茨堡大学理论物理与天体物理研究所);Miyazaki University(宫崎大学)
利用费米-拉特γ射线数据和FUGIN CO数据研究LHAASO J1912+1014u区域,改进模型减少残差,检测到GeV过量。综合拟合光谱,考虑电子冷却后强子情景更优,推断CR质子谱指数等,漫射X射线上限支持质子PeVatron情景。
2026-07-21 astro-ph.HE
TeV Analysis of a Source Rich Region with HAWC Observatory: Is HESS J1809-193 a Potential Hadronic PeVatron?
本研究利用HAWC天文台2398天数据系统分析HESS J1809-193天区,分辨出最高能量达210TeV的无截断延展辐射,通过多波段建模发现轻子与轻强子模型均能解释观测结果,为判断其是否为强子型PeVatron提供了新观测约束。
2024-07-11 astro-ph.HE hep-ex
Revision of the GeV $γ$-ray Emission in the Region of HESS J1813-178 with Fermi-LAT
本研究利用 Fermi-LAT 14年数据分析 HESS J1813-178 区域,发现三个不同谱源,其中硬源与 TeV 辐射空间和谱型一致,探讨了 SNR、PWN 和 YSC 三种起源,指出其质子能量达几百 TeV,是潜在的 PeVatron。
2024-02-19 astro-ph.HE
Observation of the galactic PeVatron candidate LHAASO J2108+5157 with the Large-Sized Telescope for Cherenkov Telescope Array
切伦科夫望远镜阵列(CTA)天文台将是下一代地基甚高能伽马射线天文台,灵敏度从20 GeV到300 TeV。目前处于调试阶段的大型望远镜原型(LST-1)于2018年10月在西班牙拉帕尔马举行落成典礼。这是CTA四个LST望远镜中的第一个,将在La Palma建造。2021年,LST-1对银河系PeVatron候选者之一LHAASO J2108+5157进行了观测,该候选者最近由LHAASO合作发现。我们提出了我们的LST-1数据的分析结果,把强有力的限制在多TeV波段的源的发射。我们还介绍了使用12年的费米-LAT数据和XMM-牛顿的机会目标观测的多波长建模的结果。我们测试了不同的情况下产生的高能量发射的母粒子,并把它们的光谱约束。
2022-12-05 astro-ph.HE
Measuring the Astrophysical Galactic Plane Neutrino Flux and Searching for Galactic PeVatrons using the IceCube Multi-Flavor Astrophysical Neutrino Sample
本研究利用IceCube 12.3年全味中微子样本ICEMAN测量银道面中微子通量,并通过模板法和点源法搜寻银河系PeVatron,以探究宇宙射线加速机制。
2025-09-08 astro-ph.HE
Revisiting HESS J1809$-$193 -- a very-high-energy gamma-ray source in a fascinating environment
HESS J1809 $-$ 193是H.E.S.S.中一个未确认的甚高能伽马射线源。银河平面巡天(HGPS)。它位于一个丰富的环境中,附近有一颗高能脉冲星和相关的X射线脉冲星风星云,几颗超新星遗迹和分子云。此外,HESS J1809 $-$ 193最近被HAWC探测到能量超过56 TeV,这使其成为PeVatron候选者,即能够将宇宙射线加速到PeV能量的源。本文用H.E.S.S.对HESS J1809 $-$ 193的TeV γ射线发射进行了新的分析,基于改进的分析技术。我们发现,发射是最好的描述两个组件具有不同的形态和能谱。我们补充这项研究与费米-LAT数据在同一地区的分析。最后,考虑到进一步的多波长数据,我们解释我们的结果在强子和轻子框架。
2023-01-18 astro-ph.HE
Twelve-hour spikes from the Crab Pevatron
目标。蟹状星云在2010年9月18日显示出一个巨大的伽马射线耀斑。为了更深入地了解这种现象的起源,我们分析了在耀斑期间几乎同时收集的INTEGRAL(20-500 keV)和FERMI(0.1-300 GeV)数据。方法.我们将现有的数据分为三个不同的组,对应于前耀斑期间,耀斑,和随后的平静。对于每个周期,我们进行定时和光谱分析,以区分脉冲星和周围星云对伽马射线光度的贡献。结果在硬X射线域中没有检测到脉冲轮廓和光谱特性的显著变化。相比之下,我们确定了三个独立的增强持续约12小时的伽马射线通量,并分开约两天的时间间隔。光谱分析表明,通量增强,限制在1 GeV以下,可以模拟的幂律与高能量指数截止,其中无论是截止能量或模型归一化增加了约5倍,相对于耀斑前的排放。我们还确认伽马射线耀斑不是脉冲的。结论.时间和光谱分析表明,伽玛射线耀斑是由于同步辐射从一个非常紧凑的粒子加速器位于脉冲星风和周围的星云之间的相互作用的区域。这是在宇宙加速器中测量到的最高电子能量。耀斑的光谱特性的相对论移动的发射体和/或更硬的发射电子人口的框架中解释。
2011-01-17 astro-ph.HE
Is Supernova Remnant Cassiopeia A a PeVatron?
仙后座A是一个观测良好的年轻核心坍缩超新星遗迹(SNR),被认为是研究通过扩散激波机制加速到PeV的极高能粒子的最佳候选者之一。最近,MAGIC观测揭示了$γ$射线在$\sim3.5$ TeV处的光谱截止,这表明如果TeV的$γ$射线具有强子起源,则SNR Cas A只能将粒子加速到数十TeV。在这里,我们提出了一个两区排放模型的地区与前向(区1)和向内/反向冲击(区2)。考虑到第1区的低密度,它主要是高频射电发射,通过同步加速器过程的软X射线边缘和TeV $γ$ -射线通过逆康普顿化。由于相对较软的粒子分布和较高的电子截止能量,来自2区的发射主要是低频射电,通过同步加速器过程的硬X射线和GeV $γ$ -射线通过强子过程。没有证据表明质子分布中的高能截止点意味着Cas A仍然可以是PeVatron。来自第1区的强子过程主导着非常高能量的伽马射线发射。未来在数百TeV范围内的观测可以验证这个模型。
2019-03-06 astro-ph.HE
SNR G54.1+0.3, a PeVatron candidate unveiled by LHAASO
本研究结合LHAASO等多波段观测数据,探讨超新星遗迹SNR G54.1+0.3与邻近分子云的成协性,推导多成分辐射,证实1LHAASO J1929 +1846u*是银河系PeVatron的优质候选体。
2024-10-25 astro-ph.HE
GeV detection of HESS J0632+057
HESS J 0632 +057是唯一一颗在TeV能量下被探测到的伽马射线双星,但还没有在GeV能量下被探测到。基于近九年的费米大面积望远镜(LAT)Pass 8数据,我们在这里报告了对HESS J 0632 +057在0.1-300 GeV能量范围内的伽马射线发射的深入搜索。我们发现一个以前未知的伽马射线源,费米J0632.6+0548,空间上符合HESS J 0632 +057。费米J0632.6+0548的测量通量与HESS J 0632 +057的通量上限一致,并显示出与HESS J 0632 +057轨道相位相关的变化。我们提出费米J 0632.6 +0548是HESS J 0632 +057的GeV对应物。考虑到HESS J 0632 +057的甚高能(VHE)光谱,费米J0632.6+0548中可能存在高于10 GeV的光谱翻转,这在其他已建立的伽马射线双星中似乎很常见。
2017-07-13 astro-ph.HE
GeV gamma-ray emission from pulsar wind nebula HESS J1356-645 with Fermi-LAT
HESS J1356-645被认为是一个与脉冲星PSR J1357-6429相关的脉冲星风星云(PWN)。利用费米大天区望远镜(LAT)13年多的观测数据,对HESS J1356-645方向的GeV γ射线辐射进行了重新分析。发现5 GeV以上的扩展γ射线发射在空间上与HESS J1356-645一致。在1 GeV-1 TeV的能量范围内的谱可以用指数为$Γ=1.51\pm0.10$的幂律来描述。HESS J1356-645的宽带谱可以用幂律电子谱破缺的轻子模型再现。此外,我们发现HESS J1356-645的GeV发射形态随能量变化的证据,这种行为与PWN Vela-X相似。更多的宽带观测将有助于研究HESS J1356-645的能量依赖特性。
2022-12-22 astro-ph.HE
Explaining the extended GeV gamma-ray emission adjacent to HESS J1825-137
HESS J1825-137是最强和最明亮的TeV伽马射线脉冲星风星云(PWN)之一。在HESS J1825-137的南面,费米-LAT观测发现了一个新的GeV伽马射线发射区,有三个明显的峰值(这里称为GeV-ABC)。这项研究提出了星际介质(ISM)的数据和光谱能量分布(SED)建模对GeV的排放,以了解潜在的粒子加速。我们考虑了几种粒子加速器方案-与HESS J1825-137相关的PWN,也与HESS J1825-137相关的祖SNR,加上伽马射线双星系统LS 1,5039。结果发现,HESS J1825-137的前身SNR具有不足以解释所有GeV发射的能量。GeV-ABC可能是与HESS 1825 -137有关的PWN历史上较早时期的反映,假设快速扩散可能包括平流。LS 1,5039不能满足作为粒子加速源所需的能量。HESS J1825-137和LS 5039的组合可能是合理的来源。
2021-04-13 astro-ph.HE
Detection of GeV $γ$-ray emission in the direction of HESS J1731-347 with Fermi-LAT
本文报道了利用9年的{ \it Fermi}大天区望远镜观测数据从超新星遗迹HESS J1731-347中探测到GeV $γ$射线辐射。我们发现在HESS J1731-347方向上有一个稍微扩展的GeV源。1 GeV以上的能谱可用指数为$Γ= 1.77\pm0.14$的幂律函数拟合,GeV能谱与HESS J1731-347的TeV能谱平滑连接。无论是强子轻子模型还是纯轻子模型都可以拟合源的多波长谱能量分布。然而,硬GeV的$γ$射线谱更自然地产生在轻子(逆康普顿散射)的情况下,扩散冲击加速的框架下。我们还搜索了附近TeV源HESS J1729-345的GeV $γ$射线发射。没有显着的GeV的$γ$射线发射被发现,并得出上限。
2017-12-27 astro-ph.HE
Galactic PeVatrons and helping to find them: Effects of Galactic absorption on the observed spectra of very high energy $γ$-ray sources
宇宙射线(CR)“PeVatrons”是能够将粒子加速到$\sim10^{15}$ eV能量或更高能量的源,对它的识别可能导致解决全粒子CR光谱中被称为“膝”的光谱特征的起源这一长期存在的问题。由于具有这些能量的CR被星际磁场偏转,因此更有可能通过非常高能量的$γ$射线发射来识别单个源并确定其光谱特性,这提供了必要的方向信息。然而,对星际辐射场(ISRF)和宇宙微波背景的产生导致陡峭的高能尾部的$γ$射线光谱,并应进行校正,使真正的属性的频谱源被恢复。采用最近开发的三维ISRF模型,本文量化的对吸收的影响,在银河系中心方向的源在8.5 kpc和23.5 kpc的距离,与后者对应的远侧的银河系恒星盘,预计歧视的光谱特征$>10$ TeV将可能由即将到来的切伦科夫望远镜阵列。估计表明,在TeV $γ$射线望远镜迄今为止采样的能量范围内,光谱截止值可能被低估了几个因素。作为一个例子来说明这一点,最近的HESS测量扩散$γ$射线发射可能与注入CR附近的Sgr A $^*$ ISRF校正,并重新评估光谱截止的估计。它被发现,它可以更高的一个因素$\sim 2$,表明这些排放可能是一致的CR加速器与光谱截止至少1 PeV在95%的置信水平。
2018-08-23 astro-ph.HE
Multiwavelength investigation of the candidate Galactic PeVatron MGRO J1908+06
候选的PeVatron MGRO J1908+06显示出超过100 TeV的硬谱,是银河系平面中最奇特的$γ$射线源之一。其复杂的形态和一些可能的对应物空间相关的VHE发射区,排除区分强子或轻子性质的$γ$射线发射。在本文中,我们说明了一个新的多波长分析的MGRO J1908+06,其目的是阐明其性质和超高能发射的起源。我们进行了分析的$^{12}$ CO和$^{13}$ CO分子线的发射表明存在密集的分子云空间与源区。我们还分析了12年的费米-LAT数据之间的10 GeV和1 TeV找到一个对应的硬谱($Γ\sim 1.6$)。我们对XMM-Newton数据的重新分析使我们能够对来自该源的X射线通量施加更严格的约束。我们证明,一个单一的加速器不能解释整个多波长的数据集,无论它是否加速质子或电子,但需要一个2区模型来解释从MGRO J1908+06的发射。VHE辐射似乎最有可能是南部由PSR J1907+0602提供能量的TeV PWN和超新星遗迹G40.5-0.5与北部分子云之间的相互作用的叠加。
2021-05-14 astro-ph.HE
Broadband X-ray Spectroscopy of the Pulsar Wind Nebula in HESS J1640-465
基于Chandra和NuSTAR数据,本研究分析了HESS J1640-465中脉冲星风云的宽带X射线光谱,并利用单区时间依赖演化模型重现其特性,发现该源具有强磁场和高达PeV的电子能量,是潜在的PeVatron候选体。
2023-02-23 astro-ph.HE
Hunting for GeV emission from the gamma-ray binary HESS J0632+057
在过去的十年中,切伦科夫望远镜和空间伽马射线仪器已经确定了一个新的高质量X射线双星(HMXB)的子类,其发射主要是伽马射线。到目前为止,只有5个系统已被确定。然而,在GeV能量下,仍然有一个HESS J 0632 +057没有被费米LAT探测到。使用超过3.5年的费米-LAT数据对HESS J 0632 +057的伽马射线发射进行了深入搜索。我们提出的其他已知的伽马射线双星系统的背景下,这种搜索的结果。
2013-04-08 astro-ph.HE
The low rate of Galactic pevatrons
虽然超新星遗迹仍然是银河系宇宙射线的主要来源,但超新星的范例仍然有许多未解决的问题。这个结构中最薄弱的一点是,单个超新星遗迹可能会将粒子加速到膝盖的硬度,$\sim 10^{6}$ GV。这种情况在很大程度上依赖于激励电流驱动的非谐振混合模式的可能性,而冲击仍然在Sedov阶段的开始。这些模式可以提高粒子散射的速率,从而导致潜在的非常高的最大能量。在这里,我们计算了从不同类型的超新星残骸释放到星际介质中的粒子的光谱。我们发现,只有非常强大的,罕见的核心坍缩超新星爆炸的残余物可以加速轻元素,如氢和氦核,膝盖的刚度,和当地的宇宙射线的光谱直接限制这样的事件的速率,如果他们也是PeV的宇宙射线的来源。另一方面,对于典型的核心坍缩超新星爆炸的残余物,Sedov阶段是在后期达到的,此时最大能量太低,并且在非常高的能量下的光谱非常陡峭,主要是在喷出物主导阶段产生的。对于典型的热核爆炸,导致Ia型超新星,我们证实了以前的发现,这些对象只能产生宇宙射线高达$\lesssim 10^{5}$ GeV。讨论了在地球上观测到的整个宇宙射线谱和未来伽马射线观测站探测PeVatrons的影响。
2020-07-08 astro-ph.HE
HESS J1745$-$290 spectrum explained by a transition in the diffusion regime of PeV cosmic rays in the Sgr A* accretion flow
本研究针对银河系中心点源HESS J1745−290与弥散TeV辐射的关联难题,提出基于Sgr A*吸积流中宇宙线扩散机制转变的模型,支持Sgr A*为PeV宇宙线加速器的猜想。
2024-05-25 astro-ph.HE
Modeling the GeV emission of HESS J0632+057
最近,费米发现HESS J 0632 +057双星系统具有轨道调制的GeV辐射。本文研究了HESS J 0632 +057的致密伴星是脉冲星的可能性。在这样的假设下,我们重点研究了该系统的高能发射机制,具体如下。脉冲星的伴星在每个轨道上穿过主序星的拱星盘两次,当一些物质被引力捕获时。被捕获的物质在脉冲星周围形成一个吸积盘,来自吸积盘的软光子被脉冲星风逆康普顿散射,成为系统的GeV辐射。选择适当的参数,可以得到与观测值相符合的自相关系数和光变曲线。我们预言GeV辐射的光变曲线有两个峰值,较大的峰值在近星点后0.4附近(或X射线极大值后0.1),较小的峰值在0 - 0.1相位之间,积分通量是较大峰值的四分之一。
2017-07-26 astro-ph.HE
Very high energy Fermi/LAT detection of HESS J0632+057
本文报道了用FERMI/LAT对HESS J 0632 +057进行的~7年超高能(10-600 GeV)观测的结果。在200-600 GeV的最高能带中,在轨道相位0.2-0.4和0.6-0.8处清楚地检测到该源,统计显著性> 3.6 sigma,已知HESS J 0632 +057在TeV能带中表现出增强的发射。分析没有揭示HESS J 0632 +057在较低能量和不同轨道相位下的发射。使用源通量的上限,我们将谱的突变定位到>80 GeV和低能斜率<2.0(2 sigma统计显著性)。
2016-02-02 astro-ph.HE
Detection of two TeV shell-type remnants at GeV energies with Fermi-LAT: HESS J1731-347 and SN 1006
我们报告了超新星遗迹HESS J1731-347和SN 1006的第一个高意义的GeV伽马射线探测,这两个都是以前通过1 TeV以上的成像大气切伦科夫望远镜探测到的。利用8年的费米通道8数据,在1 GeV和2 TeV之间的能量,我们检测到的位置HESS J1731-347的$\sim 5σ$的显着性和$Γ= 1.66 \pm 0.16_{\rm stat} \pm 0.12_{\rm syst}$的光谱指数的排放。该指数的硬度和与HESS J1731-347的TeV谱的良好联系支持两个源之间的关联。我们还确认在$\sim 6σ$探测到SN 1006,光谱指数为$Γ= 1.79 \pm 0.17_{\rm stat} \pm 0.27_{\rm syst}$。SN 1006的东北(NE)和西南(SW)分支也分别拟合,导致NE区域($Γ= 1.47 \pm 0.26_{\rm stat}$)的检测和SW区域的未检测。两个分支的不同光谱分量的意义是$3.6σ$,提供了GeV $γ$射线发射不对称的第一个迹象。
2017-11-15 astro-ph.HE
The primary proton spectrum of the hadronic PeVatron candidate HAWC J1825-134
高海拔水切伦科夫(HAWC)天文台测量的源HAWC J1825 - 134的$γ$射线谱超过200 TeV,没有任何证据表明陡峭或截止。有一些迹象表明,HAWC探测到的$γ$射线是由宇宙射线质子或原子核与周围气体碰撞产生的。假设初级质子,我们询问的初级质子光谱的形状是兼容的HAWC测量。我们发现,具有$γ_{p}$ = 2.2的幂律形状和截止能量$E_{c-p} > 500$ TeV的初级质子能谱很好地描述了数据。然而,$γ_{p}$低至1.3和$E_{c-p}$低至200 TeV的更硬的光谱也不与HAWC测量相矛盾。如果加速器在$γ$射线产生区内部或非常接近,则前一种选择可能实现。后一种选择对于有效地限制低能($E_{p} < 10$ TeV)加速质子的宇宙射线源的情况是可行的。利用费米-LAT空间$γ$射线望远镜的公开数据,我们推导出HAWC J1825 - 134源在1 GeV-1 TeV能量范围内的强度上限。我们发现,这些上限的帐户急剧变化的解释:只有硬($γ_{p} < 1.7$)光谱描述相结合的HAWC和费米-LAT数据集。
2021-06-22 astro-ph.HE
GeV Gamma-ray Emission and Molecular Clouds towards Supernova Remnant G35.6$-$0.4 and the TeV Source HESS J1858+020
在$γ$射线观测中,很难区分强子过程和轻子过程,而这对揭示宇宙线的起源至关重要。作为这方面的努力,我们专注于这项工作的复杂的$γ$射线发射区,其中部分重叠的身份不明的TeV源HESS~J1858+020,并包括超新星遗迹(SNR)G35.6 $-$ 0.4和HII区G35.6 $-$ 0.5。我们重新分析了CO线,HI,和费米-LAT的GeV $γ$射线发射数据的这个区域。分子和HI数据的分析表明SNR G35.6 $-$ 0.4和HII区域G35.6 $-$ 0.5位于不同的距离。对GeV $γ$射线的分析表明,GeV辐射来自两个点源:一个(SrcA)与SNR一致,另一个(SrcB)与HESS J1858+020和HII区域G35.6 $-$ 0.5一致。SrcA的GeV辐射可以用SNR-MC缔合的强子过程来解释。SrcB的GeV波段光谱和HESS J1858+020的TeV波段光谱可以通过指数为$\sim$ 2.2的幂律函数平滑地连接。连接的光谱很好地解释了强子发射,质子的截止能量超过1 PeV。因此,它表明在HII区域存在潜在的PeVatron,并且应该通过超高能量观测进一步验证,例如,拉阿索
2022-04-26 astro-ph.HE
Exploring the dark accelerator HESS J1745-303 with Fermi Large Area Telescope
本文利用费米γ射线空间望远镜对HESS J1745-303进行了29个月的观测,在1-20 GeV和10-20 GeV的能量范围内,分别在~18-sigma和~6-sigma水平上观测到了γ射线源。与康普顿伽玛射线天文台的观测结果不同,我们没有发现任何变化的证据。发现10-20 GeV的大部分发射与HESS J1745-303的C区一致。一个简单的幂律就足以描述光子指数为~2.6的GeV能谱。在GeV制度推断的幂律谱可以连接到HESS J1745-303在1-10 TeV的一个特定的空间分量,没有任何光谱中断。这些性质为理解这种“暗粒子加速器“的性质施加了独立的约束。
2011-04-26 astro-ph.HE
Isolated Black Holes as Potential PeVatrons and Ultrahigh-energy Gamma-ray Sources
本文提出孤立黑洞在分子云中吸积形成磁 arrested 盘,通过磁重联加速质子至PeV能量,产生无GeV-TeV对应体的超高能伽马射线,解释LHAASO暗源并为银河系PeV宇宙射线做出贡献。
2025-02-25 astro-ph.HE hep-ph
Fermi-LAT study of two gamma-ray binaries, HESS J0632+057 and AGL J2241+4454
HESS J 0632 +057和AGL J2241+4454的GeV γ射线发射,是最近由H.E.S.S.和AGILE,分别使用费米-LAT档案数据集进行了搜索。γ射线事件的空间和时间分布进行了研究,但没有证据表明GeV的γ射线信号来自任何来源。
2013-03-11 astro-ph.HE
Observation of the Galactic Center PeVatron Beyond 100 TeV with HAWC
利用HAWC七年数据在银河系中心探测到延伸至100 TeV以上的超高能伽马射线,扣除已知点源贡献后超出仍超过5σ,证实银河系中心存在质子PeVatron。
2024-09-05 astro-ph.HE
Detection of GeV Gamma-rays from HESS J1534-571 and Multiwavelength Implications for the Origin of the Non-thermal Emission
HESS J1534-571是一个非常高能量的伽马射线源,由H.E.S.S.发现。天文台和报告的几个新的来源之一,具有壳状形态在TeV的能量,匹配的大小和位置与超新星遗迹G323.7-1.0发现的射电观测莫隆格洛银河平面调查。许多已知的TeV壳层也显示出X射线发射,然而,HESS J1534-571没有看到X射线对应物。探测一个新的GeV源使用的数据从\emph{Fermi}卫星是兼容的扩展与无线电超新星遗迹,并显示了非常硬的幂律谱($\frac{dN}{dE} \propto E^{-1.35}$)在这里,连同第一个宽带建模的非热发射从这个来源。结果表明,轻子辐射与已知的多波长数据是一致的,并给出了相应的物理源参数。以轻子为单位所需的总能量收支是合理的,当到物体的距离为$5$ kpc时,$\sim 1.5\times10^{48}$ erg。另一方面,新的GeV观测意味着强子方案需要的宇宙射线谱与粒子加速的理论预期有很大的偏差。
2017-05-10 astro-ph.HE
VERITAS Observations of HESS J1943+213
HESS J1943+213是在H.E.S.S.期间探测到的一个甚高能(VHE; >100 GeV)伽马射线点源。银河平面测量。HESS J1943+213的射电、红外线、X射线和GeV伽马射线对应物已经被确认,但是源的分类仍然不确定。最近的出版物主要支持银河平面后面的一个极端BL Lac天体,尽管HESS J1943+213是一个年轻的脉冲星风星云的说法也是可行的。我们提出了HESS J1943+213的深VERITAS观测,它提供了迄今为止最重要的VHE源检测,超过了~18 sigma。VERITAS在200 GeV以上的蟹状星云通量的约2%处检测到源,源光谱与幂律函数很好地拟合,并与H.E.S.S.侦测我们还包括与VERITAS同时进行的Swift XRT观测的分析结果。VERITAS或Swift XRT观测没有检测到显著的通量或光谱变化。我们将VERITAS结果置于多波长背景下,以评论HESS J1943+213分类。
2015-08-28 astro-ph.HE
The missing GeV γ-ray binary: Searching for HESS J0632+057 with Fermi-LAT
甚高能量(VHE; HESS J 0632 +057是一颗高质量X射线双星(HMXB)的一个子类,其轨道周期为321天。我们使用费米大面积望远镜(LAT)的数据在GeV能量范围内对HESS J 0632 +057的发射进行了深入的搜索。分析是具有挑战性的,因为源位于靠近明亮的γ射线脉冲星PSR J 0633 +0632,并位于银河平面的拥挤区域,那里有突出的漫发射。我们制定了适用于加权光子计数的贝叶斯块算法,以定义PSR J 0633 +0632的关闭脉冲相位。生成了以HESS J 0632 +057的已知位置为中心的5度圆形区域的详细光谱空间模型,以准确建模LAT数据。在0.1-100 GeV能量范围内,对约3.5年的数据进行积分,没有检测到HESS J 0632 +057位置的显著发射; 95%通量上限为F_{0.1-100 GeV} < 3 x 10-8 ph cm-2 s-1。对轨道不同阶段的发射进行的搜索也没有发现任何重要的探测。在较短的时间尺度(天-月)上搜索源排放没有产生任何重大的检测。我们还报告了使用100米绿岸望远镜(GBT)搜索射电脉动的结果。没有发现周期性信号或可能来自天文学的单个分散爆发。我们估计在2/9 GHz下的通量密度极限为< 90/40 μJy。LAT通量上限与MAGIC合作在136-400 TeV能带中探测到的HESS J 0632 +057相结合…
2013-08-23 astro-ph.HE
Modeling the Saddle-like GeV-TeV Spectrum of HESS J1809-193: $γ$-Rays Arising from Reverse-Shocked Pulsar Wind Nebula?
本研究提出HESS J1809-193与Fermi-LAT源J1810.3-1925e的马鞍形GeV-TeV能谱,源于受母超新星遗迹反向激波冲击的脉冲星风星云,通过两类电子的辐射贡献复现了能谱特征。
2025-01-15 astro-ph.HE
Is the SNR HESS J1731-347 colliding with molecular clouds?
超新星遗迹HESS J1731-347是一个年轻的超新星遗迹,具有非热X射线和TeV壳层结构。距离3.2千秒差距的分子云在空间上与SNR的西部重合,它很可能被SNR击中。壳体这一部分的X射线发射远低于SNR的其余部分。此外,一个紧凑的GeV发射区与云一致已被检测到与软谱。这些观测结果似乎暗示了这一区域的激波云碰撞情景,在那里停滞的激波不再能加速超TeV电子或维持下游的强磁湍流,而GeV的宇宙射线(CR)则通过这一停滞的激波释放出来。为了验证这一假设,我们用9年多的数据对HESS J1731-347区域进行了详细的费米-LAT再分析。我们发现,紧凑的GeV发射区显示的频谱幂律指数为-2.4,而GeV发射的SNR(不包括云区)的其余部分的指数为-1.8。一个强子模型,包括冲击云碰撞的情况下,建立解释的射线发射从这个地区。它由三个CR源组成:从快激波逃逸的超TeV CR,从失速激波泄漏的GeV CR和本地CR海。用单区轻子模型解释了不包括激波-云相互作用区的SNR的X射线和γ射线辐射。我们的激波云碰撞模型很好地解释了来自HESS J1731-347周围两个云区的GeV-TeV观测,即来自与SNR接触的云和来自与附近TeV源HESS J1729-345重合的更远的云。然而,我们发现,从冲击云碰撞泄漏的GeV的CR不一定占主导地位的GeV的发射从云,由于当地CR海的贡献相当。
2019-10-13 astro-ph.HE
Energy-Dependent Analyses of the Gamma-Ray Emission from HESS J1857+026 with Fermi-LAT
研究利用逾13年 Fermi-LAT 数据发现 HESS J1857+026 的 GeV 辐射具能量依赖形态,并区分出脉冲星风云与强子分子云团两类起源。
2023-12-18 astro-ph.HE
Studying SNR-MC interactions as galactic PeVatrons in the era of CTAO and ASTRI Mini-Array
本研究针对LHAASO观测到的超新星遗迹超高能伽马射线挑战标准模型的问题,聚焦W51C-B区域,通过CTAO和ASTRI Mini-Array的模拟观测及理论建模,揭示了SNR-MC界面处粒子加速与绝热压缩共同解释了超高能发射。
2025-09-18 astro-ph.HE
Discovery of a spatially extended GeV source in the vicinity of the TeV halo candidate 2HWC J1912+099: a TeV halo or supernova remnant ?
HAWC和Milagro的观测已经探测到围绕中年($t\sim100-400 \,{\rm kyr}$)恒星(如Geminga和PSR B 0656 +14)的空间扩展TeV源,它们被命名为“TeV晕”,代表由相对较老的恒星提供动力的非常扩展的TeV脉冲星风星云(PWNe)。还有一些HAWC探测到的源被认为是TeV晕的候选者。在本文中,我们寻找可能的GeV对应物的三个TeV晕候选人与费米大面积望远镜。我们在TeV晕候选者2HWC J1912+099附近探测到一个新的空间扩展GeV源,HESS(HESS J1912+101)也探测到了该源。我们发现,GeV源的大小是显着大于HESS测量的TeV的排放,和PWN的空间模板特性可以拟合的GeV数据。我们认为,GeV源是由中央中年脉冲星PSR J1913+1011供电的扩展PWN。这一发现有利于TeV源2HWC J1912+099(HESS J1912+101)的TeV晕场景,尽管HESS测量的可能的壳状形态挑战了这种解释。或者,TeV的发射可以通过强子过程由超新星遗迹(SNR)主导。未来的多波长观测源和更精确的测量TeV发射的空间分布将有助于区分这两种情况。
2019-11-22 astro-ph.HE
Detection of Very High Energy radiation from HESS J1908+063 confirms the Milagro unidentified source MGRO J1908+06
报告了一个超过300 GeV的伽马射线源的探测,证实了由Milagro合作发现的中位能量为20 TeV的未识别源MGRO J1908+06。作为H.E.S.S.扩展的一部分,在27小时内观察源。银道面巡天,倾斜度> 30度。HESS J1908+063在10.9 s的显著性水平上被探测到,1 TeV以上的积分通量为(3.76+-0.29stat+-0.75sys x10 ^-12 ph cm^-2 s^-1,光谱光子指数Gamma = 2.10+-0.07stat+-0.2sys。HESS 1908+063和MGRO J1908+06的位置和通量符合得很好。在其他波长的可能的对应物和伽玛射线发射的起源进行了讨论。附近尚未确认的GeV源GRO J1908+0556(GeV)和新的费米脉冲星0 FGL J1907.5+0617可能与TeV源相连。
2009-04-22 astro-ph.HE
HESS J1640-465 -- a Gamma-ray emitting pulsar wind nebula ?
HESS J1640-465是一个扩展的TeV $γ$射线源,其$γ$射线发射是否来自超新星遗迹(SNR)或脉冲星风星云(PWN)的壳层仍存在争议。利用费米大天区望远镜记录的8年Pass 8数据,重新分析了HESS J1640-465场中的GeV $γ$射线数据。发现了一个与HESS J 1640 -465位置一致的扩展GeV $γ$射线源,其光子谱在10-500 GeV能量范围内可用指数为$1.42\pm0.19$的幂律描述,并与HESS J 1640 -465的TeV谱平滑连接。HESS J1640-465的宽带谱可以很好地用一个轻子模型来拟合,该模型具有一个在$\sim$ 300 TeV处指数截止的破幂律电子谱。HESS J1640-465的光谱特性与其他被确认为PWNe的源的特征大致一致,例如高能光度比与脉冲星物理参数(包括自旋下光度$\dot{E}$和特征年龄$τ_c$)之间的相关性。所有这些证据都支持HESS J1640-465的$γ$射线发射可能源自PSR J1640-4631供电的PWN,而不是SNR G338.3-0.0的外壳。
2018-09-21 astro-ph.HE
Energy dependent morphology of the pulsar wind nebula HESS J1825-137 with Fermi-LAT
利用超过11年的Fermi-LAT数据,我们对脉冲星风星云(PWN)HESS J1825-137进行了新的深入分析。把这个分析和最近的H.E.S.S.结果我们调查和约束的粒子输运机制在源内工作,以及系统的演变。PWN的研究使用11.6年的费米-LAT数据之间的1 GeV和1 TeV。特别是,我们提出的PWN HESS J1825-137在GeV能量的光谱分析和第一次能量分辨形态学研究的结果,这提供了新的见解的伽玛射线特征的星云。对源的优化分析返回大于2 $^{\circ}$的扩展发射区域,对应于约150 pc的固有尺寸,使得HESS J1825-137成为目前已知的最扩展的伽马射线PWN。该星云在GeV范围内呈现出强烈的能量依赖形态,从10 GeV以下的$\sim1.4^\circ$半径移动到100 GeV以上的$\sim$ 0.8 $^\circ$半径,质心位置发生了变化。由于大的延伸和独特的能量依赖形态,它是可能的,以限制PWN HESS J1825-137内的粒子传输机制。利用源的延伸和位置的变化,以及对粒子输运机制的约束,我们提出了一个方案的可能的系统的演化。最后,我们提供了一个估计的电子能量密度,我们讨论了它的性质在PWN和TeV晕状的情况。
2020-06-19 astro-ph.HE
New Hard X-Ray and Multiwavelength Study of the PeVatron Candidate PWN G0.9+0.1 in the Galactic Center Region
Università di Bologna(博洛尼亚大学);INAF - Osservatorio di Astrofisica e Scienza dello spazio di Bologna(意大利国家天体物理研究所博洛尼亚天文与空间科学观测站);Department of Astronomy and Space Science, Chungbuk National University(忠北国立大学天文与空间科学系);NASA Goddard Space Flight Center(美国宇航局戈达德太空飞行中心);New York University Abu Dhabi(阿布扎比纽约大学);Kavli Institute For Astrophysics and Space Research, Massachusetts Institute of Technology(麻省理工学院卡弗里天体物理学与空间研究研究所);Department of Physics, University of Tokyo(东京大学物理学系)
该研究通过多波段观测和建模,确定银河系中心区域的PWN G0.9+0.1可能为电离PeVatron候选体,其电子能谱特征和磁场强度被精确测量。
2026-01-14 astro-ph.HE
HESS J1427-608: an unusual hard unbroken $γ-$ray spectrum in a very wide energy range
我们报告了一个GeV的$γ$射线源的检测,它在空间上是重叠的,因此很可能与身份不明的甚高能量(VHE)$γ$射线源HESS J1427-608与通过8数据记录的费米大面积望远镜。在$3-500$ GeV的能量范围内,该源的光子谱可用指数为$1.85\pm0.17$的幂律方程描述,在几百GeV处,测量的通量与HESS J1427-608的通量平滑连接。该源显示没有显著的延伸和时间变化。宽频带的GeV-TeV发射超过四十年的能量可以很好地拟合一个单一的幂律函数的指数为2.0,没有明显的迹象表明,向高能量的光谱截止。这样的结果意味着HESS J1427-608可能是PeV粒子加速器。根据多波长光谱拟合,讨论了HESS J1427-608的可能性质。考虑到相对较大的误差,轻子或强子模型都可以解释从射电到VHE $γ$ -射线的多波长数据。推测的磁场强度为几个$μ$ G,小于超新星遗迹(SNR)的典型值,与某些脉冲星风星云(PWNe)一致。另一方面,平坦的$γ$射线谱与典型的PWNe略有不同,但与一些已知的SNR相似。
2016-11-30 astro-ph.HE
HESS J1832-085: evidence for a new gamma-ray binary candidate
Institute of Space Sciences (ICE, CSIC)(空间科学研究所);Inter-University Centre for Astronomy and Astrophysics(大学间天文学与天体物理学中心)
本文通过费米-拉特和X射线数据,结合宽波段辐射模型,研究HESS J1832$-$085的性质,发现其可能为伽马射线双星候选者,但未检测到显著的GeV周期性调制。
2026-11-03 astro-ph.HE
Evidence for PeV Proton Acceleration from Fermi-LAT Observations of SNR G106.3+2.7
在宇宙射线光谱中,能量约为1 PeV的“膝盖”的存在表明银河系PeV质子加速器的存在,称为“PeVatrons”。超新星残骸(SNR)G106.3+2.7是其中一个的主要候选者。最近从G106.3+2.7中探测到的非常高能量(0.1-100 TeV)的伽马射线可以用中性π介子的衰变或相对论电子的逆康普顿散射来解释。我们报告了12年的费米-LAT伽马射线数据的分析表明,GeV-TeV的伽马射线谱是更难,需要不同的总电子能量比无线电和X射线谱,这表明它有一个独特的,强子起源。10 GeV以下的伽马射线的非检测意味着相对论电子谱的额外限制。强有力的支持强子解释所观察到的伽马射线。这一观察证实了银河系PeVatron和SNR之间长期寻求的联系。此外,这表明G106.3+2.7可能是新的SNR群体中最亮的成员,其伽马射线能通量在TeV能量处达到峰值。这样的人口可能有助于宇宙射线膝关节,并揭示了未来的非常高的能量伽马射线探测器。
2022-08-10 astro-ph.HE
HESS J1640-465 and HESS J1641-463: two intriguing TeV sources in the light of new Fermi LAT observations
我们使用费米大面积望远镜(LAT)进行了64个月的观测,报告了包含明亮TeV源HESS J1640-465和附近TeV源HESS J1641-463的区域的伽马射线分析。在此之前,只有一个GeV源在这个区域被报道,并与HESS J1640-465有关。随着数据集的增加和LAT的再处理数据(P7 REP)所提供的灵敏度的提高,我们现在报告了100 MeV以上的两个不同来源的检测,形态学研究和光谱分析。在这个区域中最软的发射来自TeV源HESS J1641-463,它很好地符合指数Gamma = 2.47 +/- 0.05 +/- 0.06的幂律,并且在10 GeV以上没有明显的伽马射线信号,这与它在TeV能量下的硬谱形成对比。第二个TeV源HESS J1640-465的费米-LAT谱由指数Gamma = 1.99 +/- 0.04 +/- 0.07的幂律形状很好地描述,该幂律形状与高能立体系统(H.E.S.S.)获得的谱数据点自然地联系在一起。这些新的结果提供了新的约束有关这两个令人费解的伽马射线源的识别。
2014-09-17 astro-ph.HE
Detection of the Pulsar Wind Nebula HESS J1825-137 with the Fermi Large Area Telescope
我们宣布发现1 - 100 GeV的伽马射线发射的原型TeV脉冲星风星云HESS J1825-137使用20个月的调查数据从费米大面积望远镜(LAT)。LAT探测到的伽马射线发射在空间上显著扩展,对于假设的高斯模型,最佳拟合均方根扩展为sigma = 0.56° $\pm$ 0.07°。该源的1 - 100 GeV LAT谱符合幂律,谱指数为1.38 $\pm$ 0.12 $\pm$ 0.16,1 GeV以上的积分通量为(6.50 $\pm$ 0.21 $\pm$ 3.90)x 10^{-9} cm^{-2} s^{-1}。第一个误差代表拟合参数的统计误差,而第二个是系统不确定性。详细的形态学和光谱分析对脉冲星风星云系统的能量学和磁场提出了新的约束。GeV辐射的空间范围和硬光谱与脉冲星PSR J1826-1334提供动力的冷却限制星云中GeV-TeV辐射的逆康普顿起源的图像一致。
2011-06-01 astro-ph.HE
VERITAS Observations of the Unidentified Point Source HESS J1943+213
H.E.S.S.银河平面扫描揭示了银河系中大量的甚高能量(VHE; E > 100 GeV)发射体。大多数的星系源都是延伸的,通常与脉冲星风星云(35%)和超新星遗迹(21%)有关,而一些源仍然无法识别(31%)。一小部分点状源(总共5个,相当于4%)被确定为伽马射线双星。位于银河平面后面的活动星系核也是一个潜在的源类。在VHE星系中,活动星系可以通过点状外观、高变率幅度(高达100倍)和典型的软光谱(由于被河外背景光吸收)来识别。在这里,我们报告的VERITAS观测HESS J1943+213,一个身份不明的点源,发现发射超过470 GeV的扩展H.E.S.S.银河平面扫描这个源被认为是银河系平面后面的一个遥远的BL Lac天体,虽然它表现出陡峭的光谱,但它是一个弱的GeV源,最近才使用5年的费米-LAT数据检测到。VERITAS在高海拔地区的深观测导致了迄今为止对该物体最重要的VHE探测,超过200 GeV的超过18个标准差。我们使用的变化和光谱分析的VERITAS数据HESS J1943+213在多波长的背景下,以解决源分类。
2015-02-15 astro-ph.HE
Modeling the gamma-ray emission in the Galactic Center with a fading cosmic-ray accelerator
最近HESS对中央分子带(CMZ)的~200 pc尺度弥散伽马射线发射的观测表明,在银河系中心的内部10 pc区域存在PeV宇宙射线加速器(PeVatron)。有趣的是,银河系中心点状源(HESS J1745-290)的伽马射线谱显示截止值约为10 TeV,这意味着宇宙射线质子谱的截止值约为100 TeV。在这里,我们建议,从内部和外部区域的伽马射线发射可以解释自洽的逃逸质子从一个单一的,但衰落的加速器。在这个模型中,来自CMZ区域的伽马射线是由过去注入的质子产生的,而来自内部区域的伽马射线是由最近注入的质子产生的。我们认为由超大质量黑洞(Sgr A*)引起的潮汐破裂事件(TDE)中形成的冲击波可以作为这样一个衰落加速器。利用TDE爆炸波的典型参数,可以同时再现CMZ区和HESS J1745-290区的γ能谱。同时,我们还发现,当粒子注入历史和宇宙射线扩散系数适当组合时,CMZ区的宇宙射线能量密度分布也可以在衰减加速器模型中重现.
2016-12-19 astro-ph.HE