Multi-Messenger Astrophysics Opportunities with Stellar-Mass Binary Black Hole Mergers
对于恒星质量的双黑洞（sBBH）合并的传统观点是，不应该有足够的物质来产生可检测的电磁瞬变。然而，有许多机制可以通过从各种储备、带电黑洞或与磁场或外来场的相互作用中吸积物质来产生这样的对应物。回顾这些机制后，我们描述了我们可以学到的多信使观测sBBH合并在恒星演化和紧凑的二元形成，宇宙学测量，搜索带电黑洞，和测试的广义相对论和基础物理领域。最后，我们对未来十年及以后支持观测能力和建模的必要性进行了一些评论。
2019-03-26 astro-ph.HE
The NASA Multi-Messenger Astrophysics Science Support Center (MOSSAIC)
多信使天体物理学的时代已经到来，带来了关键的新发现，并揭示了利用地面和天基设施在世界范围内进行协调、合作和沟通的必要性。为了满足这些关键需求，美国宇航局戈达德太空飞行中心和马歇尔太空飞行中心联合提议建立一个虚拟的多信使天体物理学科学支持中心，完全专注于社区指导的服务。在本文中，我们描述了虚拟支持中心的基线计划，该中心将使社区和NASA成为一个机构，从多信使事件中提取最大的科学，从而实现新的突破，并促进协调和合作。
2022-04-21 astro-ph.HE astro-ph.IM
Multi-frequency, multi-messenger astrophysics with Swift. The case of blazars
在最初的10年轨道运行中，雨燕将大约11%的观测时间用于耀变体，对大约1，600个不同的天体进行了12，000多次观测，总曝光时间超过2500万秒。在本文中，我简要地讨论了斯威夫特对耀变体多频和时域天体物理学的影响，以及它如何为多信使天文学时代的开启做出贡献。最后，我提出了一些初步的结果，从一个非常大量的快速XRT观测耀变体的系统分析。该项目产生的所有“科学就绪”数据产品都将公开发布。具体而言，将通过ASDC“SED builder”工具（https：//tools.asidc.asi.it/SED）和交互式表格（http：//www.asidc.asi.it/xrtspectra）提供去卷积X射线光谱和最佳拟合光谱参数。ASDC也在开发创新的数据可视化方法（例如，见http：//youtu.be/nAZYcXcUGW8），以更好地利用这一显著和快速增长的数据集。
2015-06-04 astro-ph.HE
Search for multi-messenger events during LIGO/Virgo era
多信使天文学是一个广阔而不断扩展的领域，因为电磁观测（EM）不再是探索宇宙的唯一方式。由于新的信使，天体物理事件与引力波（GW）和EM发射不再是一个梦想的天文学界。当LIGO-Virgo网络检测到两个低质量紧凑物体的GW信号与一颗双星中子星（BNS，GW 170817）一致时，GW多信使天文学取得了突破，这一事件产生了短伽马射线暴（GRB）和千诺瓦。虽然GW 170817代表了BNS合并的证据，至少是一些GRB的祖先，但预计广泛的高能天体物理现象将伴随着GWs和光子的发射。在这里，我们提出了一个未建模的方法来搜索GWs具有伽马和无线电同行，使用LIGO-Virgo的数据和观测的合作伙伴望远镜。我们还讨论了在LIGO-Virgo第三次观测运行（O3 a）的第一部分期间针对天体物理事件的未建模相干搜索的最新结果：费米和斯威夫特卫星探测到的105个伽玛暴。
2022-06-28 astro-ph.HE
IceCube as a Multi-messenger Follow-up Observatory for Astrophysical Transients
最近IC-170922 A和耀变体TXS 0506 +056之间的关联突出了实时观测对于识别可能的天体物理中微子源的重要性。由于其接近100\%的占空比，4 $π$球面度的视野，以及数十年的能量的出色灵敏度，IceCube非常适合生成警报以供其他仪器跟踪，并快速跟踪其他仪器生成的警报。与瞬变天体物理现象相一致的中微子探测可以作为强子过程的确凿证据，并提供有关宇宙射线加速器的身份和机制的重要信息。2016年，IceCube中微子天文台建立了一条管道，可以在几分之一秒到几周的时间尺度上从天体物理瞬变中快速搜索中微子。从那时起，已经进行了67次专门的分析，以寻找冰立方中微子与无线电，光学，X射线和伽马射线仪器报告的天体物理学瞬变之间的关联，以及寻找与冰立方自己的高能警报相关的低能量中微子信号。我们提出了事件选择，极大似然分析方法，和IceCube实时管道的灵敏度。我们还总结了迄今为止所有随访分析的结果。
2019-09-12 astro-ph.HE
High-Energy Multi-Messenger Transient Astrophysics
近年来，高能宇宙中微子和天体引力波的发现开创了多信使天体物理学的新纪元。特别是，由这些宇宙信号触发的电磁跟踪观测被证明是非常成功的，并为时域天文学带来了新的机遇。在这里，我们回顾了与黑洞和中子星相关的各种天体物理瞬态现象中的高能粒子产生，并讨论了如何利用高能发射来揭示中微子和引力波源的基本物理。
2019-07-29 astro-ph.HE gr-qc hep-ph
Multi-Messenger Astrophysics
多信使天体物理学是传统和多波长天文学的长期扩展，最近已成为一门独特的学科，为物理宇宙的性质和过程提供了独特而有价值的见解。这些见解源于光子、引力波、中微子和宇宙射线所携带的关于单个宇宙源和源群的内在互补信息。通过非光子信使实现对天体物理源的观测提出了巨大的挑战，正如多信使观测站的财政和物理规模所证明的那样。然而，科学的回报已经是可观的，在未来的几年里甚至会有更大的回报。在这篇评论中，我们调查了多信使天体物理学的现状，突出了一些令人兴奋的最新结果，并解决了他们提出的主要后续问题。最近的主要成就包括测量了可观测到的最高能量的超高能宇宙射线的光谱;发现了扩散的高能中微子背景;首次直接探测到了引力波，并利用引力波来确定在强引力场中黑洞和中子星合并的特征;首次联合电磁+引力波和电磁+高能中微子多信使源的鉴定。然后，我们回顾了下一代多信使天文台的基本原理，并概述了这个令人兴奋和快速发展的领域最有可能的未来方向的愿景。
2019-10-08 astro-ph.HE hep-ph
The Next-Generation Radio Neutrino Observatory -- Multi-Messenger Neutrino Astrophysics at Extreme Energies
RNO是一种中等规模的发现仪器，旨在首次观察宇宙中极端能量的中微子，其灵敏度远远超出当前仪器的能力。这个新的观测站将是迄今为止最大的地面中微子望远镜，能够测量$10^{16}$ eV以上的中微子，确定冰立方在较高能量下测量的天体物理中微子通量的性质，同样将多信使天体物理学的范围扩大到最高能量，并能够在地球上的粒子加速器无法达到的能量下研究基础物理学。
2019-09-12 astro-ph.HE
Bayesian Multi-Messenger Search Method for Common Sources of Gravitational Waves and High-Energy Neutrinos
多信使天体物理学正在向基于信号的低延迟搜索过渡，这些信号不能单独被确定为发现。快速识别信号对于及时开始对只能在短时间内检测到的瞬态发射进行后续观测至关重要。对引力波和高能中微子的联合搜索是这一战略的主要动机。引力波和高能中微子通常都是在致密天体形成或演化过程中，在几秒到几分钟的短时间内发射出来的。此外，搜寻这两个信使的探测器持续观测整个天空，使有关潜在瞬变源的观测信息迅速可用，以指导后续电磁勘测。高能中微子的方向可以重建到亚度精度，使得联合探测比典型的引力波信号更好地定位。在这里，我们提出了一个搜索策略，联合引力波和高能中微子事件，允许纳入天体物理先验和探测器的特点，贝叶斯方法。我们的目标是确定一个多信使相关信号是一个真实的事件，两个背景事件的偶然巧合或天体物理信号和背景事件的偶然巧合。我们使用一个天体物理先验，这是模型不可知的，并考虑到主要的几何因素。我们在搜索中的探测器表征主要是经验性的，能够详细地现实地解释探测器的灵敏度，这取决于源的属性。通过这种方法，我们将计算每个多信使事件的虚警率，这是启动电磁后续活动所需的。
2019-09-30 astro-ph.HE
Cyberinfrastructure Requirements to Enhance Multi-messenger Astrophysics
引力波事件的电磁对应物GW 170817的识别以及TXS 0506+056中微子和伽马射线的发现预示着多信使天体物理学的新时代。随着未来十年多信使事件数量的快速增长，网络基础设施的需求也将爆炸性地增长，以处理数据速率，数据量，事件后续需求以及跨不同信使的分析。加强多信使天体物理学的网络基础设施要求对天文学家、物理学家、计算机科学家和网络基础设施专家来说既是一个重大挑战，也是一个机遇。在这里，我们概述了其中的一些要求，并主张建立一个分布式网络基础设施研究所，用于多信使天体物理学，以应对这些挑战。
2019-03-11 astro-ph.HE astro-ph.IM gr-qc
Astrophysical sources and acceleration mechanisms
多信使天文学可以同时用不同种类的望远镜观测同一天文事件：光学观测、X射线、伽马射线暴、中微子和最近的引力波只是可以观测和分析天文事件的几个角度中的几个例子。宇宙射线在多信使天文学中发挥着重要作用，因此，必须深化对其来源的研究，并了解其在天文环境中加速的机制。
2022-09-02 astro-ph.HE
Multi-Messenger Astrophysics with Pulsar Timing Arrays
脉冲星计时阵列（PTA）即将探测到来自超大质量黑洞双星（SMBHB）的低频引力波（GW）。随着对大量毫秒双星样本的持续观测，PTA将在未来十年内达到这一重要里程碑。SMBHB候选者已经被越来越多的电磁调查确定;即将进行的调查将提高我们探测和验证候选者的能力，并将有助于识别GW源的宿主星系。对SMBHB的多信使（GW和电磁）观测将彻底改变我们对SMBHs与其宿主星系的共同演化，双星与其星系环境之间的动力学相互作用以及吸积的基本物理学的理解。多信使观测也可以使SMBHB成为宇宙学距离测量的“标准警报”，直到$z\simeq0.5$。LIGO已经为我们对黑洞的认识带来了突破性的见解。使用PTA对SMBHB的多信使检测将是$2020-2030$及以后几年的突破，并为LISA做好准备，以帮助完成我们对黑洞人口统计和高红移演化的看法。
2019-03-18 astro-ph.HE
High-energy neutrino transients and the future of multi-messenger astronomy
本文围绕高能天体中微子暂现源展开，综述其理论预期与实验图景，重点探讨多信使天文学时代下暂现源的中微子发射机制及最具前景的探测通道，为相关研究提供方向。
2024-11-29 astro-ph.HE
Multi-messenger constraints on the annihilating dark matter interpretation of the positron excess
PAMELA卫星观测到的正电子比能谱在10 GeV以上的上升，以及其他宇宙射线的测量，被解释为银河系中暗物质湮灭的可能特征。然而，大量的自由参数，和大的天体物理学的不确定性，使得它很难做结论性的声明，这种情况下的可行性。在这里，我们进行多波长，多信使分析，以一致的方式结合不同的天体物理观测所产生的约束。我们表明，如果对暗物质的分布（我们在最近的Via Lactea II和Aquarius模拟上建立模型）和宇宙射线的传播进行标准假设，那么当前的DM模型无法解释所观察到的正电子通量，而不超过所观察到的反质子或伽马射线和射电光子的通量。为了使多信使约束可视化，我们引入了“星图”，这是一种图形方法，可以在同一图中显示不同信使和波长的理论预测和观测约束。
2009-12-03 astro-ph.HE
Neutrino Sources from a Multi-Messenger Perspective
高能中微子天文学领域正在经历一个快速的演变。在2013年发现天体物理TeV-PeV中微子的扩散通量之后，IceCube天文台最近发现了耀变体中微子发射的第一个令人信服的证据。在这篇简短的评论中，我将总结这些中微子观测的现状，并强调多信使天文学在解释它们方面的重要作用。
2018-11-19 astro-ph.HE
POEMMA (Probe of Extreme Multi-Messenger Astrophysics) design
极端多信使天体物理探测器（POEMMA）是NASA天体物理探测级任务，旨在从太空观测超高能宇宙射线（UHECR）和宇宙中微子。Astro2020 APC白皮书：中级空间粒子天体物理学项目。
2019-07-14 astro-ph.HE astro-ph.IM hep-ex
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
Multi-messenger Astrophysics of Black Holes and Neutron Stars as Probed by Ground-based Gravitational Wave Detectors: From Present to Future
本文综述了地面引力波探测器在黑洞与中子星多信使天体物理研究中已取得的突破，并展望当前及未来探测器回答关键开放问题、推动新发现的潜力。
2024-02-21 astro-ph.CO astro-ph.HE gr-qc
H.E.S.S. multi-messenger observations
H.E.S.S.成像空气切伦科夫望远镜系统由于其快速反应和极低的能量阈值，非常适合对其他波长或信使的探测进行后续观测。这些优势通过一个基本自动化的系统得到充分利用，该系统对来自各个合作天文台的警报做出反应，涵盖所有波长和天体物理信使。在这篇文章中，我们提供了一个概述和最近的结果从H.E.S.S.跟踪多波长和多信使警报的方案。我们提出了太多的观测，寻找高能伽马射线发射与电磁瞬变快速射电暴以及多信使瞬变有关的高能中微子和引力波。
2017-05-23 astro-ph.HE
Snowmass 2021 Letter of Interest: The Probe Of Multi-Messenger Astrophysics (POEMMA)
极端多信使天体物理学探测器（POEMMA）旨在确定超高能宇宙射线（UHECR）的来源，并观察宇宙中微子，两者都具有全天覆盖。POEMMA是作为NASA天体物理学探测级任务开发的，由两个航天器组成，在525公里高度、28.5度倾角的轨道上以松散的编队飞行。每个航天器都有一个施密特望远镜，具有很大的收集面积和广阔的视野。一种新的焦平面进行了优化，以观察紫外荧光信号从广泛的空气簇射（EAS）和光束光学切伦科夫信号从EAS。在POEMMA立体荧光模式下，POEMMA将测量20 EeV以上的UHECR的光谱，成分和全天分布，具有高统计数据以及对UHE中微子的显着灵敏度。该航天器被设计为快速重新定向到POEMMA-肢体模式，以观察从地球肢体下方观察的机会目标（ToO）瞬态天体物理源的中微子发射。在这种模式下，POEMMA将对20 PeV以上的宇宙中微子τ事件具有独特的灵敏度，通过测量地球内部中微子τ相互作用后出现的τ轻子衰变引起的向上移动的EAS。
2020-09-02 astro-ph.HE
Ultra-relativistic astrophysics using multi-messenger observations of double neutron stars with LISA and the SKA
最近的工作突出表明，数十个银河系双中子星可能在空间引力波天文台LISA的毫赫兹波段被探测到。Kyutoku和Nishino指出，其中一些双星可能是使用平方公里阵列（SKA）检测到的无线电双星。我们指出，联合LISA+SKA检测的$f_\text{gw}\gtrsim$ 1兆赫的二进制，对应的二进制周期为$\lesssim$ 400秒，将使超相对论现象的精确测量。我们表明，在合理的假设下，超相对论双星的多信使观测可以用来约束中子星状态方程具有显着的保真度。用SKA进行10年的观测后，有可能以$\approx$ 0.2%的精度测量质量-半径关系。这样的测量将比其他提议的观测结果精确大约一个数量级。我们总结了一些其他显着的科学可能与多信使观测的毫赫兹双星，并讨论了检测这样的对象的前景。
2019-10-29 astro-ph.HE gr-qc
THESEUS: a key space mission concept for Multi-Messenger Astrophysics
最近发现的引力波源GW 170817的电磁对应物，已经证明了多信使观测的巨大信息能力。在下一个十年中，多信使天文学这一新兴领域将显着成熟。到2030年左右，第三代引力波探测器的灵敏度将比目前的探测器高出大约10倍。与此同时，中微子探测器目前正在升级到多立方公里的望远镜，其中包括一个位于南半球的10立方公里的设施，预计将于2030年左右投入使用。在这篇综述中，我们描述了最有希望的高频引力波和中微子源，将在未来二十年内被发现。在这种情况下，我们显示了瞬态高能天空和早期宇宙探测器（THESEUS）的重要作用，这是一个大型国际合作向欧空局提出的任务概念，以响应宇宙愿景计划M5任务的要求。THESEUS的目标是在早期宇宙科学中提供实质性的进步，并在多信使和时域天体物理学中发挥重要作用，与未来的引力波和中微子探测器以及主要的地面和空间望远镜协同工作。这篇综述是THESEUS白皮书（Amati et al. 2017）的延伸，也是根据2017年10月16日宣布的GW 170817/GRB 170817 A的发现。
2018-03-27 astro-ph.HE
Astro-COLIBRI: A Comprehensive Platform for Real-Time Multi-Messenger Astrophysics
Astro-COLIBRI是一个实时处理多信使天体物理警报的综合平台，整合API、数据库和客户端，提供事件情境化与观测条件评估，并新增自动光度数据收集功能。
2025-07-09 astro-ph.HE astro-ph.IM
Multi-Messenger studies with the Pierre Auger Observatory
在过去的十年中，多信使天体物理学已经成为一门独特的学科，为宇宙中高能现象的性质提供了独特的见解。位于阿根廷马拉圭的皮埃尔·奥杰天文台是世界上最大的宇宙射线探测器，对光子、中微子和强子在超高能量下敏感。使用它的数据，严格限制的光子和中微子通量在EeV的能量已经得到。这项合作利用天文台出色的角分辨率和中微子识别能力，通过与全球多信使网络合作，对在引力波或其他信使中探测到的事件进行后续研究。我们提出了一个科学的动机，连同皮埃尔俄歇天文台的多信使能力和结果的概述。
2021-02-01 astro-ph.HE
Realtime Follow-up of Astrophysical Transients with the IceCube Neutrino Observatory
实时分析是必要的，以确定高能中微子的来源。作为一个具有4 $π$球面度视场和接近100%占空比的天文台，冰立方中微子天文台是研究瞬变的独特设施。2016年，IceCube建立了一个管道，使用低延迟数据快速响应多信使观测社区感兴趣的天体物理事件。在这里，我们描述了这个管道，并总结了自2016年以来进行的所有分析的结果。我们不仅专注于那些分析，其中进行了响应使用其他信使，如光子和引力波确定的瞬变，但也对这个管道可以用来约束人口的天体物理中微子瞬变的后续高能量中微子警报。
2021-07-20 astro-ph.HE
Astrophysical neutrinos: theory
在多信使天文学时代，中微子是最重要的天文信使之一，由于它们的相互作用性质。在这些课中，我简要地回顾了天体物理中微子理论的主要问题。
2019-06-28 astro-ph.CO astro-ph.HE hep-ph
The Antares Neutrino Telescope and Multi-Messenger Astronomy
天文望远镜是目前在北半球运行的最大的中微子望远镜，旨在探测来自天体物理源的高能中微子。这样的观测将为这些源的工作过程提供重要的线索，并可能有助于解决超高能宇宙射线的难题。在这种情况下，Anneutron正在开发几个项目，以提高其揭示中微子与其他宇宙信使（光子，宇宙射线和引力波）可能的空间和/或时间相关性的能力。中微子望远镜和它的最新成果，连同这些多信使计划。
2010-04-30 astro-ph.HE
Multi-messenger Gravitational-Wave + High-Energy Neutrino Searches with LIGO, Virgo, and IceCube
对引力波和高能中微子的多信使搜索为黑洞和中子星的动力学和粒子加速提供了重要的见解。随着LIGO的第三个观测周期（O3），引力波探测的数量大幅增加。联合信号的快速识别对于瞬态发射的电磁跟踪观测至关重要，瞬态发射只能在短时间内检测到。高能中微子的方向可以重建到亚度精度，使得联合探测比单独的引力波信号更好地定位。我们提出了联合搜索的最新灵敏度，并讨论了低延迟算法的多信使天体物理学（LLAMA），结合LIGO/室女座引力波候选人和搜索在低延迟符合高能中微子从冰立方中微子天文台。我们将从更好地理解双中子星合并的相对论和亚相对论流出的相互作用的角度，进一步讨论联合搜索的未来前景。
2019-08-14 astro-ph.HE
Astro-COLIBRI: An Innovative Platform for Real-Time Multi-Messenger Astrophysics
IRFU, CEA, Université Paris-Saclay（法国原子能与替代能源研究所，法国原子能和替代能源委员会，巴黎萨克雷大学）
Astro-COLIBRI是一个实时多信使天文学平台，通过整合RESTful API、实时数据库和用户界面，实现多信使观测的快速整合与上下文分析。
2026-02-02 astro-ph.HE astro-ph.IM
Deep Learning for Multi-Messenger Astrophysics: A Gateway for Discovery in the Big Data Era
NCSA, University of Illinois at Urbana-Champaign（伊利诺伊大学厄巴纳-香槟分校国家超级计算应用中心）；Department of Astronomy, University of Illinois at Urbana-Champaign（伊利诺伊大学厄巴纳-香槟分校天文学系）；California Institute of Technology（加州理工学院）；Las Cumbres Observatory（拉斯坎布雷斯天文台）；Caltech/IPAC-NExScI（加州理工学院/红外处理与分析中心-系外行星科学研究所）；Department of Physics and Astronomy, University of Delaware（特拉华大学物理与天文学系）；Data Science Institute, University of Delaware（特拉华大学数据科学研究所）；Center for Urban Science and Progress, New York University（纽约大学城市科学与进步中心）；The Oskar Klein Centre for Cosmoparticle Physics, Stockholm University（斯德哥尔摩大学奥斯卡·克莱因宇宙粒子物理中心）；The University of Chicago（芝加哥大学）；IBM Systems（IBM系统部）
本报告概述了利用大数据革命和大规模计算来解决多信使天体物理学中的重大计算挑战的最新工作，特别强调实时发现活动。鉴于多信使天体物理学的跨学科性质，本文档由物理学、天文学、计算机科学、数据科学、软件和网络基础设施社区的成员编写，他们参加了由NSF、DOE和NVIDIA资助的“多信使天体物理学深度学习：大规模实时发现”研讨会，于2018年10月17日至19日在国家超级计算应用中心举办。该报告的亮点包括一致同意加速开发和部署新型信号处理算法至关重要，这些算法利用人工智能（AI）和高性能计算之间的协同作用，以最大限度地发挥多信使天体物理学的科学发现潜力。我们讨论了实现这一努力的关键方面，即（i）多信使天体物理学的可扩展和计算效率高的人工智能算法的设计和开发;（ii）数字模拟天体物理源的网络基础设施要求，以及处理和解释多信使天体物理学数据;（iii）管理引力波探测和触发，以实现电磁和天体粒子的后续行动;（iv）利用机器和深度学习以及网络基础设施资源的未来发展来应对大数据时代发现规模的愿景;（v）需要建立一个社区，将领域专家与数据科学家平等地聚集在一起，以最大限度地提高和加速多信使天体物理学新兴领域的发现。
2019-02-01 astro-ph.HE astro-ph.IM cs.LG
Multi-Messenger Astrophysics with THESEUS in the 2030s
多信使天体物理学正在成为探索宇宙的主要途径，有可能跨越巨大的红移范围。不同探测器之间日益增长的协同作用正在开辟新的前沿，这有望对基础物理学和宇宙学的几个方面产生深刻的见解。在这种情况下，THESEUS将在2030年代在探测和定位引力波和中微子源的电磁对应物方面发挥核心作用，下一代探测器将以比现在高得多的速度发现前所未有的灵敏度。在这里，我们回顾了THESEUS将能够检测和表征的多信使来源的最重要的目标信号，讨论了检测率预期和科学影响。
2021-04-19 astro-ph.HE astro-ph.IM
CRPropa 3.3: Toward a Unified Multi-Messenger Framework from GeV to ZeV Energies
Ruhr University Bochum（波鸿鲁尔大学）；Ruhr Astroparticle and Plasma Physics Center (RAPP Center)（鲁尔天体粒子与等离子体物理中心（RAPP中心））；Sorbonne Université（索邦大学）；Chalmers University of Technology（查尔姆斯理工大学）；Bergische Universität Wuppertal（伍珀塔尔 Bergische 大学）；University of Oxford（牛津大学）；Immanuel Kant Baltic Federal University（伊曼纽尔·康德波罗的海联邦大学）；Lomonosov Moscow State University（莫斯科罗蒙诺索夫国立大学）；Khalifa University of Science and Technology（哈利法科学与技术大学）
CRPropa 3.3 通过引入显式时间跟踪、随时间变化的平流场、位置相关辐射背景及扩展至铅的核截面等新功能，实现了从 GeV 到 ZeV 能量的多信使研究，成为在结构化和时间相关环境中建模宇宙射线、伽马射线及其次级粒子的综合工具。
2025-11-05 astro-ph.HE
The POEMMA (Probe of Extreme Multi-Messenger Astrophysics) mission
极端多信使天体物理学探测器（POEMMA）旨在观测全天20 PeV以上的宇宙中微子（CN）和20 EeV以上的超高能宇宙射线（UHECR）。POEMMA任务要求两颗相同的卫星以松散的编队飞行，每颗卫星由一个4米宽的视场（45度）施密特光度计组成。混合焦面包括用于荧光观测的快速（1 $μ$ s）紫外相机和用于切伦科夫观测的超快（10 ns）光学相机。POEMMA将为宇宙中最具能量的事件提供新的多信使窗口，使人们能够在这些原本无法获得的能量上研究新的天体物理学和粒子物理学。
2019-09-18 astro-ph.HE astro-ph.IM hep-ex
Massive Double White Dwarf Binary Mergers from the Moon: Extending the Reach of Multi-messenger Astrophysics
本文研究月球引力波探测器在亚赫兹频段探测巨质量双白矮星并合的能力，表明其每年可观测数十次事件、以百万分之一精度测量质量并提供数周预警，从而拓展多信使天体物理学。
2025-08-18 astro-ph.HE gr-qc
POEMMA: Probe Of Extreme Multi-Messenger Astrophysics
极端多信使天体物理学探测器（POEMMA）飞行任务的目的是利用超高能宇宙射线建立带电粒子天文学，并观测宇宙成因的τ中微子。从空间对UHECR和CTN的研究将使观测到的最高能量UHECR的统计数据以及对一系列UHECR模型的宇宙成因中微子通量的观测数量级增加。这些观测应该解决有史以来观测到的最高能量粒子起源的长期难题，为宇宙中最具活力的环境和事件提供一个新的窗口，同时研究粒子相互作用远远超出加速器能量。CTN的发现将有助于解决UHECR起源之谜，并开始研究超高能中微子性质的天体粒子物理新领域。
2017-08-25 astro-ph.HE astro-ph.IM
Multi-messenger and real-time astrophysics with the Baikal-GVD telescope
Baikal-GVD深水下中微子实验参与了国际多信使方案，以发现宇宙粒子高能通量的天体物理学来源，目前正处于部署阶段，其有效体积将逐步增加到一立方公里的规模。2021年4月，探测器的有效体积已达到0.4立方公里，用于贝加尔湖中微子相互作用产生的能量超过100 TeV的级联事件。实时监测天球的警报系统于二零二一年初启动，可形成“μ子中微子”和“VHE级联”两个等级的警报。将介绍贝加尔-GVD高能级联与ANTARES/TAToo高能中微子警报和IceCube GCN消息的符合性的快速后续搜索的最新结果，以及与2020年射电和伽马爆发期间磁星SGR 1935+2154活动相符合的高能中微子搜索的初步结果。
2021-07-30 astro-ph.HE
An Arena for Multi-Messenger Astrophysics: Inspiral and Tidal Disruption of White Dwarfs by Massive Black Holes
星系核中的（超）大质量黑洞对恒星的潮汐破坏已经在理论上讨论了大约30年，但只有在过去的十年中，我们才能够检测到大量的此类事件。因此，我们现在开始对破坏模型进行观测测试。我们也在构想质量为$< 10^5\;{\rm M}_\odot$的中等质量黑洞对白矮星的影响和破坏。这类事件信息非常丰富，为中等质量黑洞打开了一扇新的窗户，这些黑洞被认为生活在矮星系和星团中。它们可以告诉我们中等质量黑洞的人口统计学，它们附近的恒星星族和动力学，以及缺氢物质的吸积物理学。利用地面电磁观测站和低频引力波观测即将进行的瞬变测量相结合，是利用白矮星潮汐破坏的理想选择。引力波信号的探测率，乐观地说，每年可能达到几十个，体积高达$z\approx 0.1$。引力波观测是特别有用的，因为它们产生了所涉及的物体的质量，并允许确定黑洞的自旋，为黑洞形成和增长的物理模型提供测试。他们也会提前几周或更长时间给我们电磁耀斑的预警。针对中断过程和事件发生率的现代模型的正确计算基础设施将使我们能够充分利用即将到来的观测设施。
2019-02-18 astro-ph.HE
Multi-Messenger Astrophysics: Harnessing the Data Revolution
在过去的一年里，我们发现了第一批被确认的引力波瞬变（GW 170817 A）和极高能中微子（IceCube-170922 A）的对应物。这些来源的确定，以及随后的详细研究，实现了天文学家和物理学家长期以来的梦想，即通过电磁手段以外的手段对宇宙源进行常规观测，并开创了“多信使”天文学的时代。虽然这个新时代承诺对宇宙进行非凡的物理见解，但它也带来了新的挑战，包括：高度异构，大容量，高速数据集;跨越全球的跨学科研究人员团队，定期进行短暂的合作;预测，建模和解释观测所需的特定领域知识和计算资源的非凡广度和深度;以及经常需要开展适应性、分散性和快速反应的观测活动，以充分利用每一个来源的科学潜力。因此，我们认为，时机已经成熟，社区构思和提出一个研究所多信使天体物理学，将协调其资源，在一个持续的和战略的方式，以有效地应对这些挑战，同时作为一个中心的教育和关键的支持活动。以这种方式，我们现在可以准备实现我们看到的光明未来，超越，通过这些新打开的宇宙窗口。
2018-07-12 astro-ph.HE astro-ph.IM
Multi-messenger and transient astrophysics with the Cherenkov Telescope Array
引力波、高能中微子或伽马射线暴的极高能对应物的发现，使高能和瞬态天体物理学界发生了革命性的变化。新仪器和分析技术的发展将使人们能够发现和/或跟踪新的瞬态源。我们描述了切伦科夫望远镜阵列（CTA），下一代地面伽玛射线天文台，多信使和瞬态天体物理学在未来十年的前景。CTA将通过对紧凑物体、恒星坍缩事件、合并和宇宙射线加速器的极高能量观测来探索最极端的环境。
2021-06-07 astro-ph.HE
Enabling real-time multi-messenger astrophysics discoveries with deep learning
University of Illinois at Urbana-Champaign（伊利诺伊大学厄巴纳-香槟分校）；California Institute of Technology（加州理工学院）；Tecnologico de Monterrey（蒙特雷理工学院）；Las Cumbres Observatory（拉斯坎布雷斯天文台）；University of Delaware（特拉华大学）；Stockholm University（斯德哥尔摩大学）；The University of Chicago（芝加哥大学）；IBM T.J. Watson Research Center（IBM托马斯·J·沃森研究中心）；Carnegie Institute for Science（卡内基科学研究所）；West Virginia University（西弗吉尼亚大学）
多信使天体物理学是一个快速发展的跨学科领域，它结合了来自许多不同仪器的数据，这些仪器使用不同的宇宙信使来探测宇宙：电磁波，宇宙射线，引力波和中微子。在本专家建议中，我们回顾了实时观测引力波源及其电磁和天体粒子对应物的关键挑战，并提出了一些建议，以最大限度地发挥其科学发现的潜力。这些建议涉及设计可扩展和计算效率高的机器学习算法;数字模拟天体物理学来源以及处理和解释多信使天体物理学数据的网络基础设施;管理引力波探测，以触发电磁和天体粒子后续行动的实时警报;利用机器学习和网络基础设施资源的未来发展来应对大数据需求的愿景;以及需要建立一个专家社区，以实现多信使天体物理学的目标。
2019-11-26 astro-ph.HE astro-ph.IM cs.LG
H.E.S.S. observations following multi-messenger alerts in real-time
H.E.S.S.成像空气切伦科夫望远镜系统由于其快速的反应时间和极低的能量阈值，非常适合对其他波长或其他信使（如高能中微子和引力波）的探测进行后续观测。这些优势通过一个完全自动化的系统得到最佳利用，该系统对来自覆盖各种波长和天体物理信使的各种合作天文台的警报作出反应。在这篇文章中，我们将提供一个概述，并介绍最近的结果从H.E.S.S.跟踪多波长和多信使警报的方案。为了说明该系统的能力，我们提出了几个实时ToO观测寻找高能量的伽马射线发射与高能量中微子探测的IceCube和ANTARES中微子望远镜和概述我们的计划，以寻找引力波同行。
2017-08-01 astro-ph.HE
The Cherenkov Telescope Array transient and multi-messenger program
切伦科夫望远镜阵列（CTA）是下一代地基甚高能伽马射线天文台，将允许在>10 GeV范围内进行观测，具有前所未有的光子统计和灵敏度。这将使尚未边际探索的短时间尺度瞬态事件的物理学的调查。因此，CTA将成为研究最极端和暴力物体的物理学及其与周围环境相互作用的宝贵工具。CTA瞬变方案包括跟踪观测范围广泛的多波长和多信使警报，从紧凑的银河双星系统到银河系外事件，如伽马射线暴、核心坍缩超新星和明亮的活动星系核耀斑。近年来，切伦科夫望远镜合作首次探测到伽玛暴，引力波和短伽玛暴之间的联系得到证实，以及TXS~0506+056可能与中微子耀变体有关，这些都表明了在多信使天体物理学诞生的框架内由这些不同宇宙信号触发的协调后续观测的重要性。在接下来的几年里，CTA将通过利用其快速回转（特别是CTA大尺寸望远镜），大有效面积和良好的灵敏度，在这些类型的观测中发挥重要作用，为不受其他波长典型的选择性吸收过程影响的能量范围内的时域天体物理学开辟新的机会。在这篇文章中，我们强调了CTA瞬态物理工作组采用的通用方法，以执行在非常高的能量制度的瞬态源的研究。
2021-08-09 astro-ph.HE
Multi-Messenger Observations of GRBs: The GW connection
两年前，天文学界见证了一个历史性的突破性观测：伽马射线仪器探测到一个短的伽马射线暴（GRB），同时探测到两颗双星中子星合并产生的引力波信号。GRB-GW的联合观测为现代天体物理学的新篇章铺平了道路：“多信使”时代。在这篇文章中，我将回顾2015年至2017年在LIGO-Virgo实验的前两次观测运行（O 1/O2）期间获得的伽马射线实验的主要结果，并强调当前运行（O3）期间的策略和状态，该运行将涵盖从2019年4月开始的一年时间。最后，我将集中在伽马射线任务致力于GW对应的研究的未来前景。
2019-09-12 astro-ph.HE
A Catalog of Astrophysical Neutrino Candidates for IceCube
多信使天体物理学将能够发现新的天体物理学中微子源，并提供有关驱动这些物体的机制的信息。我们提出了一个天体物理中微子候选者的在线目录。每当公开可用的单个高能中微子事件从各种分析中多次发布时，目录记录了所有这些变化并突出了最佳信息。IceCube所有产生天体物理候选人的研究都将被纳入我们的目录。这些搜索产生的所有信息，如时间，类型，方向，中微子能量和信号将包含在目录中。多信使天体物理学社区将能够选择具有某些特征的中微子，例如在十亿分之一范围内，可视化所选中微子的数据，并最终以其首选形式下载数据以进行进一步研究。
2019-08-14 astro-ph.HE astro-ph.IM
POEMMA (Probe of Extreme Multi-Messenger Astrophysics) Roadmap Update
本文回顾 POEMMA 双航天器探测任务的 UHECR 与高能中微子观测设计，并总结 Mini-EUSO、EUSO-SPB2 及后续气球任务推动的技术进展。
2023-09-25 astro-ph.HE astro-ph.IM
POEMMA-Balloon with Radio: a balloon-born multi-messenger multi-detector observatory
本研究介绍了极端多信使天体物理探测任务的缩比球载版本PBR，它搭载于NASA亚轨道超压气球，可观测超高能宇宙线与甚高能中微子，将开展100天级南大洋飞行以推进多信使天体物理研究。
2024-09-10 astro-ph.HE astro-ph.IM
Reconciling Multi-messenger Constraints with Chiral Symmetry Restoration
我们考虑核子和δ物质的宇称偶重态模型来研究中子星的结构。我们表明，这是可能的，以调和的多信使天文学的限制在一个纯粹的强子状态方程（EOS），占自洽治疗的手征对称性恢复重子部门。我们证明了天体物理约束所要求的状态方程的特征并不一定意味着在恒星核中存在强子-夸克相变。
2022-08-08 astro-ph.HE nucl-th
Astro-COLIBRI: An Advanced Platform for Real-Time Multi-Messenger Astrophysics
本文提出 Astro-COLIBRI 平台，通过实时聚合多信使警报、用户过滤和 MWL/MM 背景关联，为瞬变天体物理事件提供快速概览与观测条件评估，助力高能中微子、伽马暴和引力波对应体搜寻。
2023-08-14 astro-ph.HE astro-ph.IM
The S-PLUS Transient Extension Program: Imaging Pipeline, Transient Identification, and Survey Optimization for Multi-Messenger Astronomy
本文介绍S-PLUS瞬变扩展计划（STEP），利用T80-South望远镜数据在南半球开展超新星和快速瞬变巡天，通过深度学习优化候选体选择，并针对LIGO/Virgo/Kagra O4运行提出引力波对应体搜索策略。
2023-12-22 astro-ph.HE astro-ph.IM
Probing Quarkyonic Matter in Neutron Stars with the Bayesian Nuclear-Physics Multi-Messenger Astrophysics Framework
本文利用NMMA框架结合中子星多信使观测约束夸克子物质模型，发现两倍太阳质量中子星核心可含约0.13倍太阳质量的夸克，并给出1.4倍太阳质量中子星半径约束。
2024-02-28 astro-ph.HE nucl-th
An updated nuclear-physics and multi-messenger astrophysics framework for binary neutron star mergers
本文介绍了NMMA框架的扩展，首次同时分析引力波、千新星和伽马暴余辉，并估计1.4太阳质量中子星半径为11.98公里。
2024-01-08 astro-ph.CO astro-ph.HE gr-qc
Probing heavy dark matter decays with multi-messenger astrophysical data
我们设置保守的约束衰变暗物质粒子的质量跨越一个非常广泛的范围（$10^4-10^{16}$ GeV）。为此，我们使用宇宙射线（CR）质子/反质子，电子/正电子，中微子/反中微子和伽马射线的多信使观测。针对衰变到$\bar{b}b$通道的情况，利用Dokshitzer-Gribov-Lipatov-Altarelli-Parisi方程组和$\texttt{Pythia}$程序包，模拟了暗物质产额的光谱.然后，我们传播的CR的暗物质起源到地球，通过使用国家的最先进的数值框架$\texttt{CRPropa}$，$\texttt{GALPROP}$和$\texttt{HelMod}$的CR输运方程的解决方案在河外，银河系和日光层，分别。保守的限制是通过要求地球上预测的暗物质光谱小于观测到的CR光谱来获得的。总的来说，我们排除暗物质寿命的$10^{28}$ s或更短的所有群众调查这项工作。对于质量在$10^{11}-10^{14}$ GeV范围内的非常重的暗物质粒子，最严格的约束达到$10^{30}$ s。
2020-01-03 astro-ph.CO astro-ph.HE hep-ph
Cross-Observatory Coordination with tilepy: A Novel Tool for Observations of Multi-Messenger Transient Events
本文提出tilepy这一Python工具，用于自动调度定位精度差的多信使瞬变事件后续观测，支持中小视场望远镜跨天文台多波长协同覆盖定位不确定区域，并已通过GitHub、公共API及Astro-COLIBRI平台开放使用。
2024-10-21 astro-ph.HE astro-ph.IM
Nuclear-Physics Multi-Messenger Astrophysics Constraints on the Neutron-Star Equation of State: Adding NICER's PSR J0740+6620 Measurement
在过去的几年里，对中子星和中子星合并的新观测提供了丰富的数据，使人们能够将核物质的状态方程限制在核饱和密度以上。然而，大多数观测都是基于质量约为1.4太阳质量的中子星，探测密度高达$\sim$核饱和密度的3-4倍。甚至更高的密度在大质量中子星（如PSR J 0740 +6620）内部被探测到。最近，新的射电观测更新了PSR J 0740 +6620的质量估计，NICER和XMM望远镜的X射线观测限制了它的半径。基于这些新的测量，我们重新审视我们以前的核物理学多信使天体物理学约束，并获得更新的约束状态方程描述的中子星内部。通过结合两个射电望远镜的天体物理观测、两个NICER测量、两个引力波探测GW 170817和GW 190425、千诺瓦AT 2017 gfo的详细模型以及伽马射线暴GRB 170817 A，我们能够在$90\%$置信度下估计一个典型的1.4太阳质量中子星的半径为$11.94^{+0.76}_{-0.87} \rm{km}$。我们的分析使我们能够重新审视中子星的最大质量的上限，并不赞成存在一个强大的一阶相变从核物质到奇异形式的物质，如夸克物质，中子星内。
2021-10-25 astro-ph.HE astro-ph.SR gr-qc
