Pulsar Wind Nebulae and Cosmic Rays: A Bedtime Story
脉冲星风星云在产生我们当地观测到的宇宙射线光谱中所扮演的角色仍然模糊不清，但却很有趣。脉冲星风星云与SNRs一起诞生和演化，SNRs是银河宇宙射线加速的有利场所。因此，它们经常使从SNR看到的伽马射线发射的解释复杂化。然而，脉冲星风星云也可能对局部宇宙射线谱有直接贡献，特别是轻子成分。本文从观测的角度回顾了目前对脉冲星风星云及其与宇宙射线产生的联系的看法。它还考虑了未来的技术和分析现有数据的新方法如何帮助我们更好地解决相关的理论问题。将用VHE（E > 100 GeV）伽马射线观测站VERITAS的最新结果说明一些关键点。
2014-11-10 astro-ph.HE
The imprint of pulsar parameters on the morphology of Pulsar Wind Nebulae
年轻的脉冲星风星云（PWN）的形态在很大程度上取决于脉冲星注入的风的性质。我们已经使用了最近的参数化的风从力自由电动力学模拟脉冲星磁层模拟星云不同的脉冲星参数。我们进行了轴对称相对论磁流体动力学模拟，以测试的形态依赖的星云上的脉冲星和脉冲星风的磁化强度上的磁密度。我们比较这些模拟的船帆座和螃蟹PWN的形态。我们发现，当脉冲星的入射角α ~ 45 °，风的磁化强度σ_0 ~ 3.0时，可以定性地再现船帆座的形态。与蟹状星云相似的形态仅在α>~ 45度的低磁化模拟中获得。有趣的是，我们发现开尔文-亥姆霍兹不稳定性产生小规模的脉冲星风的反向冲击下游的不稳定性。
2016-08-03 astro-ph.HE
Bow-shock Pulsar Wind Nebulae Passing Through Density Discontinuities
弓形激波脉冲星风星云是脉冲星风星云的一个子集，形成于脉冲星在超新星爆炸时由于出生反冲而具有高速时。快速运动的脉冲星产生的相对论风与星际介质相互作用产生弓形激波和尾迹，这在H $_α$辐射中是可以探测到的。在这样的弓形激波脉冲星风星云中，吉他星云以其独特的形态脱颖而出，它由一个突出的弓形激波头和一系列更后面的气泡组成。我们提出了一个方案，其中多个气泡可以产生脉冲星时，遇到一系列的密度不连续的ISM。我们使用2-D和3-D流体动力学模拟测试的情况下。如果脉冲星穿越一个密度下降的区域，吉他星云的形状就可以重现。我们还表明，如果一个脉冲星遇到倾斜的密度不连续，它会产生一个不对称的弓形激波头，与毫秒脉冲星J2124-3358的弓形激波的观测一致。
2016-10-09 astro-ph.HE
Pulsar Wind Nebulae
当脉冲星风扩展到周围时形成的扩展星云提供了关于风的组成，来自主脉冲星的注入历史以及星云扩展的物质的信息。从整个电磁波谱的观测提供了对星云演化的限制，周围喷出物的密度和成分，中央发动机的几何形状，以及这些系统中产生的高能粒子的长期命运。这些观测揭示了喷流和风终止激波、随时间变化的致密发射结构、激波超新星喷出物和新形成的尘埃的存在。在这里，我提供了一个脉冲星风星云的结构的广泛概述，从无线电波段延伸到非常高的能量伽马射线的观测的具体例子，证明了我们有能力约束的历史和最终的命运的能量释放在年轻的恒星的自旋下降。
2017-03-27 astro-ph.HE
Pulsar-Wind Nebulae: Recent Progress in Observations and Theory
在这篇综述中，我们描述了最近的观测和理论的发展，我们了解脉冲星风和脉冲星风星云（PWNe）。我们特别强调了对各种类型（例如，torus-jet和bowshock-tail），最近的MHD建模工作，以及外展蟹状PWN难题的现状。
2015-07-30 astro-ph.HE
Time-dependent modelling of pulsar wind nebulae
本文提出了一个与空间无关的模型，它可以用来计算球形膨胀脉冲星风星云中电子/正电子谱的时间演化。该模型适用于年轻的星云G21.5-0.9，以及身份不明的TeV源HESS J1427-608和HESS J1507-622。从模型中得到的参数加强了这样一种观点，即不明来源可以被识别为演化的脉冲星风星云。
2013-08-07 astro-ph.HE
The theory of pulsar wind nebulae
我回顾了我们对脉冲星风和相关星云（PWNe）的理论认识的现状。近年来，轴对称模型的脉冲星风与纬度依赖的能量通量已被证明是非常成功的解释形态的PWNe中看到的X射线。这一成功促进了旨在利用这些星云的多波长观测作为脉冲星风的隐藏物理和粒子在这些源中加速的机制的诊断的发展。我将讨论这些最新的发展方面的信息，我们推断从模拟的非热辐射与目前的观测详细比较。
2013-12-20 astro-ph.HE
MAGIC observations on Pulsar Wind Nebulae around high spin-down power Fermi-LAT pulsars
脉冲星风星云（PWNe）代表了我们银河系中数量最多的TeV源。这些源，其中一些发射甚高能量（VHE）伽马射线，被认为与年轻和充满活力的恒星有关，这些恒星为高磁化星云（几个$μ$ G到几百个$μ$ G）提供动力。在这种情况下，粒子在膨胀到脉冲星周围的过程中，或者在风与周围介质碰撞产生的冲击中，被加速到VHE。这些高能恒星可以通过费米-LAT探测器的观测来追踪。MAGIC协作组已经对高自旋下功率费米双星周围的PWNe进行了深入的观测。我们研究的背景下，已经知道的TeV PWNe的PWN功能。我们在这里介绍了三个选定的PWNe完成的分析：PSR J 0631 +1036，PSR J1954+2838和PSR J1958+2845。
2017-09-06 astro-ph.HE
Multiwavelength Observations of Pulsar Wind Nebulae
当脉冲星风扩展到周围时形成的扩展星云提供了关于风的组成，来自主脉冲星的注入历史以及星云扩展的物质的信息。从整个电磁波谱的观测提供了对星云演化的限制，周围喷出物的密度和成分，中央发动机的几何形状，以及这些系统中产生的高能粒子的长期命运。这些观测揭示了喷流和风终止激波、随时间变化的致密发射结构、激波超新星喷出物和新形成的尘埃的存在。在这里，我提供了一个脉冲星风星云结构的广泛概述，从无线电波段延伸到非常高能量的伽马射线的观测的具体例子，证明了我们有能力约束的历史和最终命运的能量释放在年轻的恒星旋转下来。
2010-08-27 astro-ph.HE
Discovery and characterization of superefficiency in pulsar wind nebulae
我们数值研究了脉冲星风星云混响相的辐射特性。混响在短时间内带来了重大的演变。我们发现，即使蟹状星云，与我们考虑的样本中更有活力的脉冲星，在其未来的时间演化中，X射线光度将超过当时的自旋下降功率。事实上，我们样本中的所有星云都有一个射电、X射线和GeV超效率的周期，大多数也有TeV超效率的周期。我们分析和表征这些超高效阶段。
2018-08-31 astro-ph.HE
Observations of Supernova Remnants and Pulsar Wind Nebulae: A VERITAS Key Science Project
超新星遗迹和脉冲星风星云的研究是VERITAS观测头两年的重点科学项目之一。VERITAS是位于亚利桑那州南部惠普尔天文台的四个切伦科夫成像望远镜阵列。超新星遗迹被广泛认为是膝盖以下宇宙射线最强的候选源，其能量约为10 ^15 eV。脉冲星风星云是由年轻的高能脉冲星向下自旋提供动力的同步加速器星云，是最多的甚高能量伽马射线源之一。这张海报将总结这次观察计划的结果。
2009-07-28 astro-ph.GA astro-ph.HE
Pulsar Wind Nebulae with Thick Toroidal Structure
我们研究了一类脉冲星风星云的厚环形结构的同步辐射。对这类天体研究得最好的是船帆座脉冲星周围的小射电和X射线星云，它可以被解释为一个温和的超音速内向流与最近的脉冲星风相互作用的结果。超新星遗迹中心附近的这种流动可以在逆激波到达遗迹中心时的瞬态阶段产生。其他具有厚环状结构的星云是G106.6+2.9和G76.9+1.0。它们的结构与年轻的脉冲星星云形成对比，如蟹状星云和3C 38，它们在同步辐射中显示出更混乱的结构。在这两种情况下，一个环面喷流结构是本脉冲星风通过终端冲击波，表明流量最初是环形的。我们认为，这种差异是由于瑞利-泰勒不稳定性，当星云的外边界加速进入自由膨胀的超新星喷出物时，这种不稳定性起作用。这种不稳定性导致了蟹状星云和相关天体的混合，但在具有厚环形区域的星云中并不存在。
2011-09-08 astro-ph.HE
The power-law component of the X-ray emissions from pulsar wind nebulae and their pulsars
为了寻找脉冲星的时间特性与脉冲星风星云及其辐射之间可能存在的唯象联系，我们研究了35个在X射线中探测到脉冲星的脉冲星风星云的X射线辐射的幂律分量。我们的主要结果如下：（1）在0.5 - 8 keV能量范围内，星云和脉冲星的X射线光度的幂律分量都与脉冲星的自旋下降功率（$\dot{E}$）有很强的相关性，这与以前的研究结果一致。然而，同样显着的相关性与磁场强度在轻圆柱体（$B_{\rm lc}$）也被发现。类似的显着性水平的相关性与$\dot{E}$和与$B_{\rm lc}$表明，不仅$\dot{E}$，而且$B_{\rm lc}$在理解这些幂律发射起着重要作用。(2)35个样品中有12个样品有热X射线发射。以导出的温度作为一个附加变量，我们发现脉冲星非热X射线幂律谱的光子指数可以很好地用$\log P$，$\log\dot{P}$和温度对数$\log T$的线性函数来描述。结果表明，中子星的表面温度对脉冲星磁层辐射对等离子体的能量分布起着重要的决定作用。
2021-01-05 astro-ph.HE
Gamma-ray and X-ray Properties of Pulsar Wind Nebulae and Unidentified Galactic TeV Sources
我们审查银河系VHE源在TeV能量检测的属性。近年来，VHE源和脉冲星之间的关联数量有所增加，使得脉冲风星云成为主要的群体，尽管仍然有大量的VHE源有待确定。在后者中，有几个“暗”源，在任何其他波长处都没有合理的对应物。在这篇评论中，我们编译和比较的TeV和X射线脉冲星风星云（PWNe），PWN候选人，和身份不明的TeV源的属性。
2013-05-12 astro-ph.HE
Pulsar-wind nebulae in X-rays and TeV gamma-rays
脉冲星被认为是一种高效的加速器，可以产生大量的相对论性粒子，并将它们注入银河系介质。这种脉冲星风发出的辐射可以通过伽马射线从无线电中看到，作为脉冲星风星云（PWN）。本文综述了近几年来PWNe的X射线和TeV观测研究进展。
2010-04-09 astro-ph.HE
Introducing the HD+B model for pulsar wind nebulae: a hybrid hydrodynamics/radiative approach
对数量迅速增加的脉冲星风星云的识别和定性是，并将继续是高能伽马射线天体物理学的一个挑战。鉴于这种系统构成-到目前为止-最多的预期人口在TeV制度，这种特性是重要的，不仅要了解源本身从个人和人口的角度来看，而且能够将它们与其他频率的观测，特别是在无线电和X射线。此外，我们需要消除天空中高度混乱区域的星云发射，以揭示其他潜在的发射体。在本文中，我们提出了一种新的方法，脉冲星风星云的理论建模：一个混合流体动力学辐射模型，能够再现的源的形态特征和光谱，与相对有限的数值成本。
2020-04-17 astro-ph.HE
Gamma-rays from pulsar wind nebulae in starburst galaxies
最近，已经从星爆星系NGC253探测到TeV能量的伽马射线发射（Acero等人，2009）和M82（Acciari等人，2009.有人声称，观测到的伽马射线是由超新星遗迹中加速的宇宙射线与星际气体相互作用产生的。在这里，我们表明，伽玛射线脉冲星风星云留下的超新星有助于TeV的光度在一个主要的方式。一个脉冲星风星云在10^5年的寿命中，在能量超过1 TeV时，产生的总光度约为太阳的10倍。在一个典型的星暴星系中，在4百万秒差距的距离上，大量的3 × 10^4脉冲星风星云很容易产生观测到的TeV伽马射线。
2012-03-13 astro-ph.HE
Mass-loading of bow shock pulsar wind nebulae
我们研究了在部分电离的星际介质中由超声波运动的恒星所产生的弓形激波星云的动力学。一小部分星际中性氢原子穿透到脉冲星风的尾部区域，由于星云发出的紫外光，将发生光电离，由此产生的质量负载急剧改变了轻轻子脉冲星风的流动动力学。使用准一维相对论流的流体动力学模型，我们发现，如果一个相对较小的密度的中性氢，低至$10^{-4}$ cm $^{-3}$，穿透脉冲星风内，这是足以强烈影响尾流。质量加载导致脉冲星风尾的快速扩张，使尾流具有内在的非定常性。弓激波星云的形状预测与观测结果比较，无论是在H $α$和X射线。
2016-04-18 astro-ph.HE
Mass-loading of bow shock pulsar wind nebulae
我们研究了在部分电离的星际介质中由超声波运动的恒星所产生的弓形激波星云的动力学。一小部分星际中性氢原子穿透到脉冲星风的尾部区域，由于星云发出的紫外光，将发生光电离，由此产生的质量负载急剧改变了轻轻子脉冲星风的流动动力学。使用准1-D流体动力学模型的非相对论和相对论的流动，并专注于尺度远大于的距离，我们发现，如果一个相对较小的中性氢的密度，低至$10^{-4}\,\text{cm}^{-3}$，渗透内的脉冲星风，这是足以强烈影响尾流。质量加载导致脉冲星风尾的快速扩张，使尾流具有内在的非定常性。弓激波星云的形状预测与观测结果比较，无论是在H $α$和X射线。
2015-09-22 astro-ph.HE
Spatial Development of Energetic Particle Spectra in Pulsar Wind Nebulae
脉冲星风星云非热辐射的演化一般采用空间独立的粒子输运模型进行计算。虽然有用，这些模型隐含地假设，非热粒子的源是均匀地位于整个系统，相反的脉冲星风星云的源位于系统的中心的性质。此外，不可能考虑磁场和流速的空间特性，或者这些模型中的扩散和梯度以及曲率漂移的影响。在本文中，我们提出了一个扩展到目前的星云模型，包括在我们的数值解的福克-普朗克粒子输运方程的空间依赖性。这些解决方案也显示了效果，磁场结构上的粒子谱的演变。虽然应用范围内的脉冲星风星云，所提出的解决方案是同样有效的任何类似的中央源系统，如球状星团。
2013-08-08 astro-ph.HE
The theory of Pulsar Wind Nebulae: recent progress
脉冲星风星云在许多方面都是非常有趣的天体。它们是最明亮和最接近的相对论源，因此是相对论等离子体物理学的终极实验室：在其他相对论源中观察到（或推断发生）的几个过程可以在这里进行独特的详细研究，例如相对论流出的加速和准直，或者相对论冲击中粒子的加速。在这里，我回顾了我们的理论认识脉冲星风星云的最新的二维和三维MHD建模这些来源的现状。我将讨论这些研究如何将我们带到这样一个点，即我们可以可靠地使用这些星云的多波长观测来诊断脉冲星风的隐藏物理学，以及粒子在终止风的高度相对论性冲击中加速的机制。最后，我将简要地讨论最近的进展，在建模的演变脉冲星风星云和逃逸的粒子从这些系统。这一努力有助于合理评估脉冲星风作为宇宙射线轻子源的作用，最近被认为对银河系中的宇宙射线传输也有重要影响。
2020-01-13 astro-ph.HE
Toward understanding the physical underpinnings of spatial and spectral morphologies of pulsar wind nebulae
我们讨论了脉冲星风星云（PWNe）的观测特性，将它们与注入的（在终止激波处）电子光谱能量分布和脉冲星磁层参数联系起来。特别是，我们（1）提出了空间分辨的钱德拉ACIS谱图的12 PWNe和测量的斜率的未冷却PWN光谱下游的终止冲击波从这些地图，（2）考虑PWN的形态和预测的磁层发射模型之间的联系和（3）讨论的最大能量的PWNe的X射线和γ射线观测的限制。
2017-11-07 astro-ph.HE
From young to old: the evolutionary path of Pulsar Wind Nebulae
脉冲星风星云是迷人的系统，也是高能天体物理学的典型来源。由于它们的邻近，亮度，它们在多波长下发光的事实，特别是它们在伽马射线下的长寿命发射，模拟它们的属性对于正确解释可见星系特别重要。这方面的一个复杂因素是它们在不同年龄表现出的各种性质和形态。在这里，我们讨论了脉冲星风星云的演化阶段之间的差异，它们在过去是如何被模拟的，以及最近取得了哪些进展。我们从现象学，理论（特别是数值）和观测的角度来讨论，特别注意最近的结果和开放的问题，这些有趣的来源的物理。
2023-01-30 astro-ph.HE
Constraining the Diffusion Coefficient with HAWC TeV Gamma-Ray Observations of Two Nearby Pulsar Wind Nebulae
附近的电子/正电子加速器，主要是脉冲星风星云（PWNe），被认为是超过10 GeV的正电子过剩的潜在来源。HAWC天文台揭示了两个非常扩展的源，它们在空间上与附近的两个中年恒星重合：Geminga和PSR B 0656 +14，这表明超相对论电子/正电子在我们的后院加速。对这两种PWNe的形态学研究提供了在HAWC能量下扩散系数的约束。在这张海报中，我们将介绍这些PWNe的模型开发和形态学研究，以及最适合数据的衍生扩散系数。
2017-09-11 astro-ph.HE
Pulsar Wind Nebulae in the SKA era
中子星以脉冲星风的形式失去了大部分的旋转能量：一种主要由电子和正电子组成的超相对论外流。这种脉冲星风对中子星的环境和可能的双星伴星产生了重大影响，研究由此产生的脉冲星风星云对于理解中子星和毫秒双星的形成、中子星磁层的物理学、轻子加速到PeV能量以及这些粒子如何影响星际介质至关重要。使用SKA1和SKA2，可以详细研究数百个PWNe，这对于理解上面列出的主题中的许多开放性问题至关重要。
2015-01-02 astro-ph.HE
A Laminar Model for the Magnetic Field Structure in Bow-Shock Pulsar Wind Nebulae
弓形激波脉冲星风星云是一类非热源，当脉冲星以超音速运动时，其风与周围的介质相互作用，或者是ISM，或者在少数情况下是母超新星的冷喷出物。近年来，这些系统引起了人们的注意，因为它们使我们能够在与超新星遗迹中的典型脉冲星风星云不同的环境中研究脉冲星风的性质。然而，由于相互作用的复杂性，一个成熟的多维分析仍然缺乏。我们在这里提出了一个简化的方法，拉格朗日示踪剂的基础上，在这些系统中的磁场结构建模，并使用它来计算的磁场几何形状，在磁轴的相对取向，脉冲星的速度和观察者的方向方面的各种配置。基于我们的解决方案，我们已经计算了一组无线电发射图，包括偏振，调查各种可能的外观，以及如何观察到的发射模式可以用来约束系统的方向，以及可能存在的湍流。
2018-05-04 astro-ph.HE
The population point of view on the evolution of TeV pulsar wind nebulae
为了研究TeV脉冲星风星云的性质和演化，我们研究了H.E.S.S.银河平面巡天，连同文献中其他几个已知的探测，以及从H.E.S.S巡天中提取的上限。这些数据表现出TeV的表面亮度与脉冲星自旋下降功率的相关性。这似乎是由TeV扩展的增加和TeV光度随着自旋下降功率的降低而降低引起的。我们还发现，与风星云中心的年龄约10 kyr的脉冲星的偏移量往往大于可以解释的脉冲星自行，可能是由于一个不对称的环境。这些和其他结果将被提交，并把背景下的TeV脉冲星风星云演化的基本建模。
2017-07-13 astro-ph.HE
Pulsar-wind nebulae and magnetar outflows: observations at radio, X-ray, and gamma-ray wavelengths
我们回顾了几类中子星动力外流的观测：壳层超新星遗迹（SNRs）内的脉冲星风星云（PWNe），PWNe直接与星际介质（ISM）相互作用，以及磁星动力外流。我们描述了无线电，X射线，和伽马射线观测PWNe，集中在第一个集成的光谱能量分布（SED）和全球光谱特性。PWNe的高分辨率X射线成像显示了一系列令人困惑的形态，包括喷流、尾迹和其他结构。到目前为止，23个已确认的磁星中有几个显示出连续或零星的物质发射的证据，有时与巨大的耀斑有关，最近还发现了一些可能的“磁星风星云”。
2017-05-24 astro-ph.HE
Multi-D magnetohydrodynamic modelling of pulsar wind nebulae: recent progress and open questions
在过去的十年中，脉冲星风星云，特别是蟹状星云的相对论磁流体动力学（MHD）建模非常成功，许多观测到的动力学和发射特性再现到最精细的细节。在这里，我们批判性地讨论了最近的一些研究结果：即调查的起源的射电发射粒子和追求的加速网站的不同能量的粒子沿终止冲击波，使用wisps运动作为诊断工具;本文用新的长期三重态方法研究了高磁化星云的磁耗散过程，脉冲星风星云演化的三维模拟;对变薄电流片中的相对论性撕裂不稳定性的调查，导致可能是蟹状星云伽马射线耀斑起源的快速重联事件。
2016-10-25 astro-ph.HE
Neutron Star Powered Nebulae: A New View on Pulsar Wind Nebulae with the Fermi Gamma-ray Space Telescope
脉冲星是恒星死亡后产生的快速旋转的中子星。当粒子从这些中子星流出并与周围的介质相互作用时，就形成了弥漫星云。这些脉冲星风星云（PWNe）在整个电磁波谱中都是可见的，产生了一些有史以来观测到的最明亮的天体。2008年费米伽马射线太空望远镜的发射为我们提供了前所未有的宇宙伽马射线天空视图。使用数据从LAT板费米，我们寻找新的伽马射线发射PWN。有了这些新的观测结果，我们极大地扩大了在这些能量下观测到的PWN的数量。我们解释所观察到的伽马射线发射从这些PWN的模型，加速电子产生伽马射线通过逆康普顿向上散射时，他们与星际光子场相互作用。最后，我们研究了所观察到的PWN如何随着宿主脉冲星的年龄和自旋下降功率而演变。
2014-01-27 astro-ph.GA astro-ph.HE
Fermi-LAT Search for Pulsar Wind Nebulae around gamma-ray Pulsars
费米-LAT（大面积望远镜）的高灵敏度为研究微弱和扩展的GeV源（如脉冲星风星云（PWNe））提供了第一次机会。经过一年的观察，LAT检测并识别了三个脉冲星风星云：蟹状星云、Vela-X和MSH 15-52内部的PWN。与此同时，土地增值税检测到的黑客名单稳步增加。这些整流器的特征在于高能量损失率，从~3 \times 10^{33} erg s $^{-1}$到5 \times 10 $^{38}$ erg s $^{-1}$，因此可能为PWN供电。本文总结了用16个月的巡天观测在54颗LAT探测到的类星体的非脉冲窗口中寻找PWNe的情况。10个来源显示出显著的发射，其中7个可能是磁层起源。在非脉冲间隔中探测到的显著发射为脉冲星磁层中的伽马射线发射区域提供了新的约束。其他三个具有显著发射的源是蟹状星云，Vela-X和一个新的脉冲星风星云候选者，与LAT脉冲星PSR J1023-5746有关，与TeV源HESS J1023-575一致。我们进一步探讨了H.E.S.S.并通过对其光谱能量分布进行建模来研究费米源。剩余的44个源导出的通量上限被用来提供新的约束著名的PWNe已被检测到在千电子伏和/或TeV的能量。
2010-11-09 astro-ph.HE
On the origin of jet-like features in bow shock pulsar wind nebulae
弓形激波脉冲星风星云是一个与古老的超新星有关的非热同步辐射源，它们从母超新星遗迹中出现，并直接与星际介质相互作用。在这一类中，一些物体显示出扩展的X射线特征，通常被称为“喷流”，这违背了所有的期望，从规范的MHD模型，强烈失调相对于脉冲星的运动方向。有人认为，这些喷流可能源自从系统逃逸的高能粒子。在这里，我们调查这种可能性，计算粒子的轨迹上的3D相对论MHD模型的流动和磁场结构，我们不仅表明，光束逃逸是可能的，但它可以很容易地不对称和电荷分离，这是我们将讨论的重要方面来解释已知的对象。
2019-10-04 astro-ph.HE
Pulsar wind nebulae of runaway massive stars
大质量恒星中有相当一部分在星系的星际介质中高速运动。在它们作为核心坍缩超新星死亡后，一个可能的最终演化状态是一颗快速旋转的磁化中子星，将其星周介质塑造成脉冲星风星云。要了解脉冲星风星云的性质，就需要了解其大质量祖先的演化历史。使用2.5D磁流体动力学模拟，我们表明，在失控的高质量红超巨星超新星祖先的背景下，其随后的脉冲星风星云的形态受到强烈的影响，风的已不复存在的祖星preshaping恒星周围的整个过去的生活。特别是，被遮蔽的失控大质量恒星的脉冲星风星云海港的不对称功能的形态的祖先风吹腔，诱导投影不对称向上向下同步辐射。
2022-06-08 astro-ph.HE astro-ph.SR
Evolved Pulsar Wind Nebulae
本文探讨演化脉冲星风云的性质，分析其低光度、缺乏X射线及形态改变等探测难点，并基于X射线尾和TeV晕观测，阐述粒子逃逸过程及特征形成机制。
2023-09-05 astro-ph.HE
3D Relativistic MHD Simulations of Pulsar Bow Shock Nebulae
脱离母星SNR的脉冲星直接与ISM相互作用，产生所谓的弓形激波脉冲星风星云，这是日光层/日尾系统的相对论等价物。从射电到X射线都可以直接观察到这些现象，并且还发现它们与TeV晕有关，具有各种各样的形态。它们提供了一个独特的环境，可以通过模拟其与周围环境介质的相互作用来研究脉冲星风，其方式与典型的Plerions不同/互补。与暗物质相比，这些系统也被认为是AMS和PAMELA探测到的正电子过剩的可能来源。我将介绍这种星云的三维相对论MHD模拟结果。在这些模拟的基础上，我们计算了预期的发射特征、高能粒子逃逸的特性、电流片在引导宇宙射线中的作用、湍流和磁放大的水平，以及它们如何依赖于风结构和磁化。
2020-05-28 astro-ph.HE
Multidimensional relativistic MHD simulations of Pulsar Wind Nebulae: dynamics and emission
脉冲星风星云，特别是蟹状星云，是研究磁化相对论外流动力学和粒子加速到PeV能量的最佳宇宙实验室。通过数值模拟的多维MHD建模已经非常成功地再现了这些同步辐射星云的最内部结构，如在X射线中观察到的那样。因此，模拟源和观测之间的比较可以作为一个强大的诊断工具来探测脉冲星风的物理条件，如它们的组成，磁化和各向异性程度。然而，尽管有丰富的观测和当前MHD模型的准确性，磁场耗散和非热发射粒子加速的精确机制仍然是迄今为止困扰理论家的谜团。在这里，我们回顾了脉冲星风星云建模的计算方法，讨论了最相关的结果和最近取得的进展，在这个迷人的高能天体物理学领域。
2017-03-30 astro-ph.HE
A Population of Teraelectronvolt Pulsar Wind Nebulae in the H.E.S.S. Galactic Plane Survey
H.E.S.S.出现的最多的源类。银河平面巡天是脉冲星风星云（PWNe）。经过近10年的观测，2013年对这项调查进行了重新分析，为我们提供了迄今为止最敏感和最完整的伽马射线PWNe普查。除了光谱和形态参数的统一分析外，还首次从数据中提取了高能年轻恒星的通量上限。我们提出了一个讨论之间的相关性的高能电子和TeV对象，和他们各自的属性。我们将把结果的背景下，目前的理论理解的PWNe和评估以前未建立的PWN候选人的可行性。
2013-07-30 astro-ph.HE
Searching for High-Energy Neutrino Emission from TeV Pulsar Wind Nebulae
脉冲星风星云（PWNe）是银河面内主要的γ射线辐射源。虽然轻子的情况是能够很好地解释大多数PWNe发射，强子的贡献不能被排除。高能辐射提高了伽马射线是强子产生的可能性，这不可避免地导致中微子的产生。我们报告了一个堆叠分析，以寻找中微子发射从35 PWNe是非常高的能量γ射线发射器和结果使用9.5年的全天冰立方数据。在没有任何显着的相关性，我们设置上限的总中微子发射从这些PWNe和强子组件上的约束。
2019-08-14 astro-ph.HE
Revised predictions of neutrino fluxes from Pulsar Wind Nebulae
在过去的十年中，人们在TeV波段探测到了几个脉冲星风星云（PWNe）。TeV辐射通常用纯轻子理论来解释，但这通常要求星云中的磁场远低于均分值，并假设在红外频率处有增强的目标辐射。在这项工作中，我们考虑的可能性，除了相对论性电子，也相对论性强子存在于这些星云。假设部分TeV光子是强子起源的，我们计算了$\sim 1-100$ TeV中微子的伴随通量。我们使用IceCube非检测对可能由强子贡献的TeV光子的分数进行限制，并估计可以从ANTARES和KM3Net中的这些来源中预期的中微子事件的数量。
2016-05-04 astro-ph.HE
Constraining the Origin of Local Positrons with HAWC TeV Gamma-Ray Observations of Two Nearby Pulsar Wind Nebulae
HAWC伽马射线天文台报告发现TeV伽马射线辐射在Geminga和B0656+14恒星周围延伸几度。假设这些伽马射线是由反康普顿散射产生的低能量光子在电子晕周围的恒星，我们确定了电子和正电子在本地星际介质的扩散。我们将介绍这两个VHE伽马射线源的形态和光谱研究以及在地球上得到的正电子谱。
2017-08-28 astro-ph.HE
Numerical simulations of mass loading in the tails of Bow Shock Pulsar Wind Nebulae
当脉冲星通过部分电离的介质时，一小部分中性氢原子会穿透脉冲星风，并被星云紫外线辐射光电离。产生的质子仍然附着在轻轻子脉冲星风的磁场上，增强了它的惯性，改变了风的流动动力学。本文首次对弓形激波星云尾部的这种效应进行了数值模拟。通过二维流体动力学相对论模拟，我们产生了一组不同的模型，代表了在星际介质中以不同速度运动的恒星，从高亚音速到超音速。我们比较了不同的尾部形态与弓形激波质量加载理论模型的结果。正如分析模型所预测的，我们观察到一个快速横向扩张的尾巴形成的二次冲击的ISM。这种效应可能是在许多BSPWNe中观察到的头肩形态的起源。
2018-09-11 astro-ph.HE
Pulsar Wind Nebulae inside Supernova Remnants as Cosmic-Ray PeVatrons
我们认为宇宙射线PeVatron是超新星遗迹（SNRs）内的脉冲星风星云（PWNe）。PWN最初膨胀成自由膨胀的恒星喷出物。然后，PWN赶上SNR的冲击区域，其中粒子可以通过PWN和SNR之间的来回运动而略微加速，并且一些粒子扩散到PWN中。之后，PWN被SNR压缩，其中PWN中的粒子被绝热压缩加速。使用蒙特卡罗模拟，我们表明，由SNR加速到0.1 PeV的粒子可以被重新加速到1 PeV，直到PWN压缩结束。
2018-06-07 astro-ph.HE
Circular Polarization of Pulsar Wind Nebulae and the Cosmic-Ray Positron Excess
PAMELA和AMS-02望远镜最近的观测发现，能量超过10 GeV的正电子分数异常上升。一个可能的解释是，这种过剩的生产初级电子/正电子对通过电磁级联脉冲星磁层。这一过程导致了脉冲星风星云（PWN）风终止激波中电子/正电子对的高度多样性。这种情况的结果是，在PWN中不应该观察到圆极化，因为电子和正电子的贡献正好抵消。在这里，我们注意到，目前的无线电仪器能够设置有意义的限制PWN，观测测试模型的脉冲星生产的本地正电子过剩的同步辐射的圆偏振。如果观测到PWN具有可探测的圆偏振，那么对脉冲星解释正电子过剩的解释就会产生强烈的怀疑，而对PWN圆偏振设置严格限制的观测则会使这些模型更加可信。最后，我们指出，脉冲星风星云可能提供最好的目标，AMS-02过剩的观测测试。
2014-06-23 astro-ph.HE
Particle acceleration in pulsars and pulsar wind nebulae
本文总结了脉冲星与脉冲星风云在宇宙射线视角下的物理学，探讨其作为银河系轻子PeVatron、高能强子源及TeV晕对宇宙射线传输的影响与未解之谜。
2024-01-15 astro-ph.HE
Pulsar Wind Nebulae
本文介绍了脉冲星风云（PWNe）的电磁特性、形态与光谱演化机制，分析了中子星特性、粒子注入及激波相互作用对星云的影响，并阐述了其演化各阶段的关键特征。
2022-08-23 astro-ph.HE
A dispersion excess from pulsar wind nebulae and supernova remnants: Implications for pulsars and FRBs
年轻的恒星和围绕它们的脉冲星风星云（PWNe）或超新星遗迹（SNRs）是我们宇宙中最具活力和高能量的环境。随着更敏感的观测的增加，脉冲星-SNR和PWN关联（以下简称SNR/PWN）的数量也在增加，但我们不知道这种环境在多大程度上影响了脉冲星的脉冲无线电信号。我们研究了银河系恒星上SNR和PWNe的色散贡献，并考虑了它们与FRB 121102等快速射电暴（FRB）的关系。我们研究了色散测量（DM）的贡献SNR和PWNe通过比较测量DM的银河系恒星在SNR/PWN DM预期只从干预星际电子，使用NE 2001模型。我们发现SNR和PWNe对脉冲星信号的双$σ$ DM贡献是存在的，其值为$21.1 \pm 10.6$ pc cm $^{-3}$ .与SNR/PWN无关的天线的对照样品没有显示出过量。我们模型的SNR和PWN电子密度为每个年轻的脉冲星在我们的样本，并表明，这些确实预测超过这个幅度。通过外推到那种快速旋转，高磁场，年轻的恒星，可能的权力FRB，我们表明他们的SNR和PWN是能够显着地有助于所观察到的DM。
2020-01-16 astro-ph.HE
Escape of High Energy Particles from Bow-Shock Pulsar Wind Nebulae
探测到明亮的X射线特征和大TeV晕围绕着已经逃离其母超新星遗迹并与ISM直接相互作用的老恒星，这表明高能粒子，更可能是高能对，可以从这些系统中逃逸，并且这种逃逸比简单的扩散模型可以预测的要复杂得多。在这里，我们提出了第一次详细的分析如何高能量粒子逃逸的头部的弓激波。特别是，我们将注意力集中在磁场几何形状的作用以及脉冲星自旋轴相对于脉冲星反冲速度方向的倾斜度上。我们发现，不对称的带电粒子的逃逸模式是常见的，它们是强烈的能量依赖。更有趣的是，我们表明，从弓形激波脉冲星风星云的粒子流很可能是电荷分离的，这可能会产生深远的后果，这种流动的方式与ISM磁场相互作用，驱动本地湍流。
2018-08-27 astro-ph.HE
Full-3D relativistic MHD simulations of bow shock pulsar wind nebulae: emission and polarization
弓形激波脉冲星风星云在不同的波长下被观测到各种复杂的形态，很可能是由于磁场强度和脉冲星风几何形状的差异。在这里，我们提出了一个详细的分析，显示这些差异如何影响这些系统中的观测特性，专注于非热同步辐射。通过对局部发射率采用不同的规定，在相对论MHD三维高分辨率数值模拟的磁场和流动模式之上，并考虑不同的视角，我们试图表征发射和偏振的主要特征，以验证这些是否以及如何用于获取信息，或对已知物体施加约束。例如，我们发现，在弓形激波尾部导致强烈湍流发展的条件下，发射模式会产生很大的差异，特别是在偏振光中。
2019-07-29 astro-ph.HE
Radio Emission from Pulsar Wind Nebulae without Surrounding Supernova Ejecta: Application to FRB 121102
本文提出了一种新的设想：一颗快速旋转的强磁化脉冲星在周围没有任何超新星喷发物的情况下，通过某种机制反复产生快速射电暴（FRB），同时脉冲星产生的超相对论电子/正电子对风扫过周围稠密的星际介质，形成非相对论脉冲星风星云（PWN）.我们表明，从这样的PWN的同步辐射无线电发射是明亮的，足以占最近发现的持续无线电源与重复FRB 121102在合理的范围内的模型参数。此外，我们的PWN方案是一致的，从四年中观察到的所有重复爆发推断的分散措施的非演变。
2017-03-21 astro-ph.HE
Gigahertz-peaked spectra pulsars in Pulsar Wind Nebulae
我们对被脉冲星风星云（PWN）包围的六颗恒星的光谱性质进行了详细的研究。脉冲星的通量密度是利用巨型米波射电望远镜在325兆赫、610兆赫和1280兆赫三个频率上的干涉成像技术估算的。光谱显示，在六颗恒星中，有四颗在千兆赫频率附近发生了转换。有人建议，千兆赫兹峰值光谱（GPS）在星的出现是由于热吸收的脉冲星发射在周围的介质，如PWN，HII地区，超新星遗迹，等相对较高的发病率GPS行为在星周围的PWN赋予进一步的可信度这一观点。在我们的样品中还观察到与著名的老鼠星云有关的脉冲星J1747 $-$ 2958，并显示出GPS行为。脉冲星在高分辨率图像中被检测为点源。然而，在相控阵列模式下看不到脉冲发射。脉冲发射可能受到极端散射的影响，导致在低射频下发射出现相当大的拖尾。GPS光谱建模使用热自由-自由吸收和估计的吸收体属性在很大程度上是一致的PWN。图像的空间分辨率使得与J1747 $-$ 2958相关的点源不太可能是PWN的紧凑头部，但是在这些源中看到的同步加速器自吸收与估计的光谱形状更好地拟合。
2017-12-11 astro-ph.HE
MHD models of Pulsar Wind Nebulae
脉冲星风星云（Pulsar Wind Nebulae，PWNe）是气泡或相对论性等离子体，当脉冲星风被SNR或ISM限制时形成。最近的观测表明，丰富的发射功能，推动了新的兴趣，在这些对象的理论建模。近年来，MHD范式已经发展，能够再现几乎所有的PWNe观察到的属性，许多老问题带来新的曙光。考虑到PWNe可能是最接近的系统，在那里可以高精度地研究与相对论动力学相关的过程，因此，它们行为的可靠模型对于正确理解高能天体物理学至关重要。我将回顾磁流体模型的现状：什么是关键的成分，他们的成功，和开放的问题，仍然需要进一步调查。
2010-05-26 astro-ph.HE
Time-dependent modeling of TeV-detected, young pulsar wind nebulae
随着X射线和TeV能量的仪器灵敏度的提高，已经发现了大量与明亮的恒星相关的星云。尽管有这么大的数据集，观测到的脉冲星风星云（PWNe）并没有表现出统一的行为，驱动光度，磁化等特征的主要参数仍然没有完全理解。为了评估可能存在的共同的演变趋势，并连接的特征的星云发射的动力脉冲星，我们选择了一个子集的10 TeV的检测可能归因于年轻的PWNe和模型的光谱能量分布与时间相关的描述星云的电子人口。在这些情况下，9个详细的PWNe模型，使用最新的多波长信息，提出。讨论了这些星云的最佳拟合参数，以及脉冲星的特征。我们的结论是TeV PWNe是粒子占主导地位的对象，具有较大的多重性，在一般远离磁均分，相对较大的光子场增强需要解释观察到的高水平的康普顿光子。我们没有发现显着的相关性之间的发射效率在不同的频率和磁化强度。注入参数似乎也没有特别相关的脉冲星的属性。我们发现SED的归一化比较（例如，具有相应的自旋下降通量）显著地减小了光谱分布色散。
2014-02-22 astro-ph.HE
X-ray Evolution of Pulsar Wind Nebulae
在寻找甚高能伽马射线源的对应物的过程中，我们偶然发现了来自年龄高达~100 kyrs的恒星周围PWNe的大的、扩展的、低表面亮度的发射，这一发现是由朱雀X射线卫星的低而稳定的背景所实现的。对其中8个PWNe样品的系统研究，结合Chandra数据集，揭示了星云持续膨胀到~100 kyrs，尽管对于典型的100 microG的磁场，同步加速器X射线发射的时间尺度仅为~60 yr。我们的结果表明，加速到~80 TeV的电子可以从PWNe逃逸，而不会损失大部分能量。此外，为了解释观测到的X射线大小和脉冲星自旋年龄之间的相关性，PWNe中的磁场强度必须随时间而减小。
2010-07-16 astro-ph.HE
3D dynamics and morphology of bow-shock Pulsar Wind Nebulae
弓形激波脉冲星风星云（PWNe）具有多种形态。我们将这种多样性归因于几何因素：脉冲星旋转轴的相对取向，固有速度和视线（磁倾角也可能对形态有一定的影响）。我们确定了三种基本类型的弓形激波星云：（i）“步枪子弹”（脉冲星自旋轴和固有速度是一致的）;（ii）“飞盘”（脉冲星自旋轴和固有速度与位于天空平面内的自旋轴正交）;和（iii）“车轮”（像飞盘，但自旋轴垂直于天空平面）。使用3D RMHD模拟，以及分析计算，我们再现的弓激波PWNe的关键形态特征，以及变化，被认为是在不同的系统。受到冲击的脉冲星风中的磁应力强烈影响整个结构，产生“须”、“尾”、“填充”和“蘑菇”形状，以及不对称的形态。另一方面，星际介质的不均匀性和脉冲星风中能流的各向异性对PWN形态的影响较小。在少数情况下，当我们清楚地识别特定的形态结构，我们的结果不赞成脉冲星自旋轴和正确的速度对齐。我们的计算的基本发射过程解释了低同步加速器X射线效率（在自旋下降光度方面），并意味着一个积极subdominant贡献的逆康普顿过程。
2019-01-22 astro-ph.HE
