Constraining Cosmic-Ray Acceleration and Escape in Middle-Aged Supernova Remnants with GeV-TeV Gamma-Ray Observations
Southwest Jiaotong University（西南交通大学）；Institute of High Energy Physics, Chinese Academy of Sciences（中国科学院高能物理研究所）；Shanghai Astronomical Observatory, Chinese Academy of Sciences（中国科学院上海天文台）
本研究通过对四个中年超新星遗迹的伽马射线辐射开展时变研究，结合多望远镜观测，约束了宇宙射线加速与逃逸参数，揭示逃逸宇宙射线对其甚高能辐射及中微子通量的重要影响。
2026-09-01 astro-ph.HE
A candidate optical counterpart to the middle-aged gamma-ray pulsar PSR J1741-2054
利用甚大望远镜对中年$γ$射线脉冲星PSR J 1741 -2054进行了深空光学观测。我们确定了两个物体，大小分别为$m_v=23.10\pm0.05$和$m_v=25.32\pm0.08$，它们的位置与脉冲星非常精确的钱德拉坐标一致，其中最微弱的一个更有可能是它的对应物。从VLT图像中，我们还发现了PSR J1741-2054周围的弓形激波星云。星云位移$\sim 0\farcs9$（在$3σ$的置信水平）相对于它的位置在档案数据中测量，表明冲击波在星际介质中传播与脉冲星自行一致。最后，我们没有发现与钱德拉探测到的脉冲星风星云相关的大尺度扩展光发射的证据，其表面亮度极限为$\sim 28.1$等角秒$^{-2}$。未来的观测需要确认PSR J1741-2054的光学识别，并对其对应物的光谱进行分析。
2016-05-11 astro-ph.HE
Ejecta detection in the middle-aged Galactic supernova remnant G296.1-0.5 observed with Suzaku
本文报道了利用朱雀星上的X射线成像光谱仪对银河系中龄超新星遗迹G296.1-0.5中的喷出物进行探测的结果。三个瓣，北，东南和西南和瓣间区域的光谱，包括软（0.3-2.0 keV）的非平衡电离等离子体的起源。在北部、东南部和叶间地区，热辐射可用单分量模型表示，在西南部地区可用双分量非平衡电离（VNEI）模型表示。研究区的光谱有N、O、Ne、Mg和Si元素谱线。在这项工作中首次显示了从这个残基的硅发射。得到的Ne，Mg和Si元素的丰度增强显示在所有区域的喷出物的贡献。假设该残骸为Sedov相，在d=3 kpc的距离下，我们得到了环境密度n 0 ~ 0.45cm-3，年龄t ~ 2.8 × 104 yr，激波速度Vs ~ 320 km/s，激波温度Ts ~ 1.2 × 106 K，上扫质量Msw ~ 340 M。
2011-09-19 astro-ph.HE
Signatures of middle aged, nearby pulsars in the cosmic ray lepton spectrum?
PAMELA和ATIC实验报告的最新数据以及FERMI和H.E.S.S.的宇宙线轻子结果。合作引发了一系列的论文解释这些结果，无论是通过贡献的电子正电子对本地星际宇宙射线（CR）光谱的暗物质（DM）或恒星。在这里集中在脉冲星，我们认为，在目前，我们的知识粒子加速在脉冲星以及本地银河CR传播仍然是有限的，即最近的结果CR电子和正电子约束脉冲星和传播模型。因此，我们将不再试图通过双夸克对定域CR轻子通量的贡献来解释这些数据，而是强调这样做的注意事项。
2011-09-27 astro-ph.HE
Prospect of Detecting X-Ray Halos Around Middle-Aged Pulsars with eROSITA
HAWC合作从Geminga和Monogem星探测到的扩展TeV $γ$射线发射（被称为“TeV晕”）意味着中年星周围的晕状形态可能是常见的。10 TeV以上的$γ$射线被认为是由相对论电子/正电子在脉冲星晕中与宇宙微波背景光子的逆康普顿（IC）散射产生的。同时，这些电子和正电子在星际磁场中产生X射线同步辐射，产生X射线波段的漫辐射（即X射线晕）。在这里，我们研究的前景，探测X射线晕与eROSITA从10个中年的特征年龄大于数万年的ATNF脉冲星目录。假设基准值（即，$B = 3 \rm \, μG$）的磁场，大多数的X射线晕被发现是足够明亮的eROSITA在其为期四年的全天巡天在0.5-2千电子伏的能量范围内检测。在这些脉冲星晕中，有三个产生的X射线通量高于第一次全天空巡天的eROSITA灵敏度。鉴于良好的角分辨率和大视场，eROSITA预计能够测量从亚pc尺度到数十pc尺度的X射线晕的空间分布。X射线晕的强度分布对于脉冲星晕中的磁场和扩散系数的能量依赖性的约束是非常有用的。
2021-10-17 astro-ph.HE
Gamma-ray emission from middle-aged supernova remnants interacting with molecular clouds: the challenge for current models
我们比较了10个与分子云相互作用的中龄超新星遗迹（SNRs）的$γ$射线谱，并与常用的逃逸模型和直接相互作用模型的预测结果进行了比较。据发现，$γ$射线数据是不一致的逃逸的情况下统计，因为它预测的多样性的光谱形状，这是没有观察到的。这种不一致性表明逃逸模型中采用的自由逃逸边界不是一个很好的近似，这对我们理解宇宙线在信噪比中的逃逸提出了挑战。此外，我们表明，环境CR是潜在的重要的$γ$ -射线发射的照射MC外部W28和W 44。在直接相互作用的情况下，包括再加速的预先存在的CR和绝热压缩的模型是能够解释从大多数SNR的排放。TeV数据中所示的分散性自然地由SNR中CR粒子的不同加速时间来解释。预先存在的CR的再加速表明种子粒子的转变，这是从年轻SNR中的热注入种子粒子到老SNR中的环境CR。这种转变需要通过未来的多波长观测来检验。最后，我们提出没有MC相互作用的辐射SNR也能够产生大量的$γ$射线发射。一个很好的候选人是S147。随着费米数据和CTA的积累，我们希望在未来发现更多像S147这样的残骸。
2018-04-23 astro-ph.HE
Optical-uv spectrum and proper motion of the middle-aged pulsar b1055-52
PSRB 1055 -52是一颗中年（约535 kyr）射电、X射线和伽马射线脉冲星，显示出来自中子星（NS）表面的X射线热发射。Mignani和他的同事根据哈勃太空望远镜（HST）在1996年进行的观测，提出了PSRB 1055 -52的候选光学对应物，只有一个光谱带。我们报告在2008年进行的这一领域的HST观测，在四个光谱带。对这些数据的天体测量和光度分析证实了所提出的候选者是脉冲星的光学对应物。类似于其他中年恒星，它的紫外光谱可以用幂律（PLO）分量和瑞利-金斯（RJ）分量的总和来描述，幂律分量可能是从脉冲星磁层发射的，瑞利-金斯分量可能是从NS表面发射的。PLO分量的光谱指数α_O=1.05+/-0.34，比其他具有光学对应物的光谱指数大。RJ组件，亮度温度TO=（0.66+/-0.10）d_350**2 R_0，13 **-2 MK（其中d_350和R_0，13是到脉冲星的距离，单位为350 pc，发射区半径，单位为13 km），显示出相对于将X射线热分量外推到紫外光的4倍的过量。这表明RJ分量是从一个更大、更冷的区域发射的，并表明到脉冲星的距离比以前认为的要小。从HST图像的绝对天体测量中，我们测量了脉冲星坐标，位置精度为0.15”。通过与以往观测结果的比较，我们测得脉冲星自行μ = 42+/-5 mas/yr，对应于横向速度V_t =（70+/-8）d_350 km…
2010-07-17 astro-ph.HE
Similarity of $γ$-ray spectrum in middle aged supernova remnants (SNRs) interacting with molecular clouds (MC): what can we learn?
在这项工作中，我们比较了$γ$射线光谱文献中提供的11个中年超新星遗迹（SNRs）与分子云（MC）相互作用。结果表明，5种余子更倾向于一种光滑破缺的幂律质子谱，其幂律指数相似，但破缺能不同。其余的SNR需要更新的数据来测试质子谱中是否优选谱中断。然后，我们比较了$γ$射线谱从所有11个SNR的预测，从广泛接受的逃逸方案和直接相互作用方案。我们发现，目前的$γ$射线数据是不一致的逃逸模型统计，因为它预测的多样性的$γ$射线光谱，这是没有检测到的观测。我们还发现，环境CR可以是非常重要的$γ$ -射线发射的MC外部的W28和W 44，这需要进一步调查。在直接交互的情况下，我们专注于重新加速预先存在的环境CR。该模型可以得到不同加速时间下$γ$射线数据的整体轮廓，但在信噪比的演化过程中存在种子粒子的过渡。这种转变是否真的存在，有待于未来的观察来检验。最后，我们提出没有MC相互作用的辐射SNR也可以产生大量的$γ$射线发射。一个很好的候选人是S147。随着费米数据和CTA的积累，我们希望在未来发现更多像S147这样的残骸。
2018-01-09 astro-ph.HE
Observations of one young and three middle-aged $γ$-ray pulsars with the Gran Telescopio Canarias
我们使用10.4米的加那利大望远镜来寻找四个孤立的$γ$射线天体的光学对应物，所有这些天体都被\xmm或\chan在X射线中探测到，但还没有被光学探测到。其中三颗是中年脉冲星- PSR\，J1846+0919（0.36百万年），PSR\，J2055+2539（1.2百万年），PSR\，J2043+2740（1.2百万年）-而一颗PSR\，J1907+0602，是一颗年轻的脉冲星（19.5万年）。对于PSR\，J1907+0602和PSR\，J2055+2539，我们发现一个物体靠近脉冲星位置。然而，在这两种情况下，这样的物体都不能成为脉冲星的可行候选对手。对于PSR\，J1907+0602，因为它意味着脉冲星的红色光谱，而对于PSR\，J2055+2539，因为脉冲星在假设的距离和星际消光下会不切实际地明亮（$r'=20.34\pm0.04$）。对于PSR\，J1846+0919，我们没有发现足够接近预期位置的物体来声称可能的关联，而对于PSR\，J2043+2740，我们证实了我们之前的发现，即最接近脉冲星位置的物体是一个不相关的场星。我们使用我们的亮度极限（$g' \approx 27$），第一次获得与PSR\，J1846+0919和PSR\，J2055+2539的大口径望远镜，以限制这些恒星的光发射特性，并调查在低能量的光谱翻转在其多波长光谱的存在。
2018-04-19 astro-ph.HE
Morphology of Gamma-Ray Halos around Middle-Aged Pulsars: Influence of the Pulsar Proper Motion
最近，高海拔水切伦科夫天文台（HAWC）在Geminga和PSR B0656+14这两颗中年恒星周围发现了几度扩展的γ射线晕。伽马射线辐射来自于逃离脉冲星风星云并在周围介质中扩散的相对论电子。扩散系数被发现是显着低于银河系盘的平均值。如果是这样的话，假设脉冲星的典型横向速度为$300-500{\,\rm km /s}$，那么它的位移可能对形成伽马射线晕的形态很重要。受此启发，我们研究了考虑脉冲星自行的脉冲星晕形态。我们定义了脉冲星晕的三个演化阶段来分类其形态特征。10 $\,$ TeV以下的脉冲星晕形态为双峰或单峰并有延长的拖尾，这取决于电子注入历史。在10 TeV以上，由于几十TeV电子的冷却时间尺度（$<50\,$ kyr）较短，脉冲星晕的形态接近球形.我们还定量地评估了脉冲星和伽马射线晕中心之间的分离，以及不同假设对脉冲星特性和注入电子的影响。我们的研究结果表明，超过10 $\,$ TeV的伽马射线晕的中心和相关的脉冲星之间的距离通常太小，HAWC或LHAASO观测。因此，我们的研究结果提供了一个有用的方法来限制在非常高的能量扩展源的起源。
2021-09-02 astro-ph.HE
Discovery of a faint X-ray counterpart and of a parsec-long X-ray tail for the middle-aged, gamma-ray only pulsar PSR J0357+3205
费米卫星上的大面积望远镜（LAT）开启了脉冲星天文学的新时代，探测到来自60多颗脉冲星的伽马射线脉动，其中约40%在无线电波段看不到。LAT发现的最有趣的源之一是PSR J 0357 +3205，这是一颗射电宁静的中年脉冲星（τ_C ~0.5百万年），因其非常低的自旋下光度（Erot ~6x10^33 erg/s）而引人注目，实际上是非循环伽马射线天体中最低的。钱德拉（0.5-10 keV）的深层X射线观测，加上灵敏的光学/红外地面图像，使我们能够将PSR J 0357 +3205识别为具有软光谱的微弱源，与纯粹的非热发射一致（光子指数伽马=2.53+/-0.25）。吸收柱（NH=8+/-4x10^20 cm^-2）与几百秒差距的距离一致。此外，钱德拉的数据揭示了一个巨大的（9弧分长）延伸特征，显然是从脉冲星突出。它的非热X射线光谱指向脉冲星风高能粒子的同步加速器发射，可能类似于与旋转动力脉冲星相关的其他细长的X射线尾部，并被解释为弓形激波脉冲星风星云（PWNe）。然而，充满活力的论点，以及与PSR J 0357 +3205相关的扩散特征的特殊形态，使弓形激波PWN的解释相当具有挑战性。
2011-02-16 astro-ph.HE
The middle-aged pulsar PSR J1741-2054 and its bow-shock nebula in far ultraviolet
针对近邻中年脉冲星PSR J1741-2054及其BSN未被FUV观测的空白，用HST观测并结合多波段数据，揭示其光谱成分特性，首次探测到中年脉冲星的FUV BSN并发现其独特辐射特征。
2025-03-13 astro-ph.HE
Searching for X-Ray Counterparts of Degree Wide TeV Halos Around Middle-Aged Pulsars with SRG/eROSITA
利用SRG/eROSITA巡天数据搜寻五颗中年脉冲星周围的度级X射线弥散发射，未探测到PWN，但通过设定通量上限约束了磁场强度，为TeV晕形成理论提供补充限制。
2023-10-16 astro-ph.HE
PSR J2030+3641: radio discovery and gamma-ray study of a middle-aged pulsar in the now identified Fermi-LAT source 1FGL J2030.0+3641
在用绿岸望远镜对三个未确认的低银河纬度费米LAT源进行射电搜索时，我们发现了与1FGL J2030.0 + 3641（2FGL J2030.0+3640）有关的中年脉冲星J2030 + 3641。在使用无线电星历检测伽马射线脉动之后，我们已经获得了基于跨越整个费米任务的伽马射线和无线电脉冲到达时间的相位相干定时解决方案。PSR J 2030 +3641的自转周期为0.2 s，自旋光度为3e 34 erg/s，特征年龄为50万年，是一颗中年中子星，其自旋参数与极亮的伽玛射线和射电未探测到的Geminga相似。它的伽马射线通量是Geminga的1%，主要是因为它的距离更大，正如自由电子的大积分柱密度DM=246 pc/cc所示。我们适合的伽马射线光变曲线，随着有限的无线电极化的限制，磁层发射的四个几何模型，虽然没有一个适合有很高的意义，一些是令人鼓舞的，并建议进一步完善这些模型可能是值得的。我们认为，沿着银河系平面可能不会探测到更多的非毫秒射电天体，这些射电天体是LAT源的来源，但是改进后的搜索伽马射线脉动的方法应该是富有成效的--如果只考虑>0.8 GeV的光子，PSR J2030+3641就会在伽马射线中被盲目地发现，这是由于其相对平坦的频谱和位于高软背景的区域中。
2011-11-18 astro-ph.GA astro-ph.HE
Middle aged $γ$-ray pulsar J1957+5033 in X-rays: pulsations, thermal emission and nebula
我们分析了中年$γ$射线射电宁静脉冲星J1957+5033的新的XMM-牛顿和档案钱德拉观测。我们检测到，第一次，X射线脉冲与脉冲星自旋周期的点状源符合位置与脉冲星。这证实了该源的脉冲星性质。在0.15- 0.5 keV波段，每个周期有一个脉冲，脉冲部分为$\approx18\pm6$ %，在这个波段，脉冲星光谱主要是热辐射成分，可能来自中子星的整个表面，而在更高的能量（$\gtrsim0.7$ keV），它由光子指数为$Γ\approx 1.6$的幂律描述。我们建立了具有偶极磁场和非均匀表面温度分布的中子星氢大气模型，有效温度相对较低。我们将它们用于谱分析，并导出了脉冲星平均有效温度$\approx(2-3)\times10^5$ K。这使得J1957+5033在所有已知的年龄低于100万年的热发射中子星中是最冷的。利用星际消光-距离关系，我们将脉冲星的距离限制在0.1- 1千秒差距的范围内。我们比较了所得的X射线热光度与其他中子星和各种中子星冷却模型，并对后者设置了一些限制。我们观察到一个微弱的痕迹状的功能，延长$\sim 8$ arcmin从J1957+5033。它的光谱可以用光子指数为$Γ=1.9\pm0.5$的幂律来描述，这表明它很可能是一个由J1957+5033提供动力的脉冲星风星云。
2021-01-25 astro-ph.HE
Modelling the Dynamics of Middle-Aged Pulsar Wind Nebulae in the Reverberation Phase
Scuola di Scienze Matematiche, Fisiche e Naturali（数理自然科学学院）
研究使用半解析模型和1D/2D模拟，探索中龄脉冲星风云在回响阶段的演化多样性，验证1D模型的可靠性，发现多维效应可使表观尺寸增加50%。
2026-06-06 astro-ph.HE
Spectral and morphological study of the gamma radiation of the middle-aged supernova remnant HB 21
我们调查的加速粒子的性质负责生产的伽马射线发射观测到的中年超新星遗迹（SNR）HB 21。对九年多的费米LAT数据的分析导致观察到与SNR HB 21位置一致的扩展发射。大部分的伽马射线发射是从残骸中探测到的;高达$\sim$ 10\，GeV的光子在较低的能量下显示出明显的曲率证据。残留物的特征是$0^{\circ}.83$的延伸，即比先前研究中声称的小30%。增加的统计数据也使我们能够在残骸的边缘解决一个点状源，接近天鹅座OB 7复合体的分子云。在残骸的南部，观察到一个额外的伽马射线过量的暗示，对应于冲击分子云。SNR的光谱能量分布显示出在400 MeV附近有一个突破的证据，这可以在强子和轻子的情况下适当地拟合。π介子衰变机制很好地再现了伽马射线，假设质子谱的斜率为$\sim 2.5$，并且在几十GeV左右变陡，这可以用粒子从残骸中逃逸的能量依赖性来解释。在轻子的情况下，SNR内的电子谱与本地测量的谱紧密匹配。这一显著而新颖的结果表明，SNR HB 21可能是银河系电子布居的直接贡献者。在轻子的情况下，我们发现，当地的电子光谱与周围2 GeV的休息，密切唤起最佳拟合的父母在此SNR的频谱。如果这种情况得到证实，这将表明SNR可能是银河系背景电子的来源。
2019-02-16 astro-ph.HE
Extended TeV Halos May Commonly Exist around Middle-Aged Pulsars
本研究利用 HAWC 的 2321 天数据对 36 颗孤立中年脉冲星进行叠加分析，以 $5.10\,σ$ 显著性发现类似 TeV 晕辐射，表明扩展 TeV 晕可能普遍存在，为识别不可见脉冲星群体开辟新窗口。
2025-04-30 astro-ph.HE
Likely optical counterpart of the cool middle-aged pulsar J1957+5033
84万年前的脉冲星PSR J 1957 +5033，迄今为止只在$γ$和X射线中被探测到，是一颗附近的相当冷的中子星，温度为0.2- 0.3 MK，距离$\la$ 1 kpc，有一个小的颜色变红的过量$E(B-V) \approx 0.03$。这些特性使其成为光学检测的理想候选者，以获得对其参数的额外约束。因此，我们进行了第一次深光学观测的脉冲星与10.4米的加那利大望远镜在$g'$波段，并发现其可能的对应物与$g'=27.63\pm 0.26$。对应候选位置与脉冲星的X射线坐标在0.5弧秒的精度内是一致的。假设这是真实的对应物，我们分析了脉冲星X射线光谱以及导出的光通量密度。结果发现，来自冷却的中子星体表面的热辐射对其光通量有显著的贡献。我们的多波长光谱分析有利于检测到的光源的脉冲星性质，因为它提供了物理上足够的脉冲星发射的参数。我们表明，光学数据可以提供新的限制脉冲星的温度和距离。
2022-05-26 astro-ph.HE
X-Ray and Gamma-Ray Emission from Middle-aged Supernova Remnants in Cavities. I. Spherical Symmetry
我们提出了分析和数值研究模型的超新星遗迹（SNR）爆炸波扩展到均匀的介质和相互作用的一个更密集的空腔壁，在一个空间维度。我们预测的非热辐射从这样的冲击波：在无线电和X射线能量的同步辐射，和韧致辐射，逆康普顿发射（从宇宙微波背景种子光子，ICCMB），并从$π^0$介子衰变产生的加速离子和热气体之间的非弹性碰撞，在GeV和TeV的能量。加速粒子谱被假定为幂律，在能量受限于剩余年龄或（对于电子，如果更低）辐射损失的情况下具有指数截止。我们比较的结果与同质（“一区”）模型。这种模型给出了均匀介质的1-D结果的公平表示，但腔壁相互作用产生的影响，单区模型是不够的。我们研究了SNR形态和发射随时间的时间演化。ICCMB和$π^0$衰变发射之间存在很强的形态差异，在某些阶段，前者可以主导TeV发射，后者可以主导GeV发射，导致形态的强烈能量依赖性。综合伽马射线谱显示明显的幂律斜率随时间变化，但不表明一个单一的粒子群体的能量分布。随着GeV和TeV能量观测能力的提高，SNR的空间不均匀性将需要考虑。
2017-01-19 astro-ph.HE
Possible phase-dependent absorption feature in the x-ray spectrum of the middle-aged PSR J0659+1414
本文报道了利用XMM-Newton和NuSTAR对PSR J 0659 +1414的X射线辐射进行的能量分辨和相位分辨的时间谱分析。我们发现，新的数据排除了先前提出的模型的相位相关的光谱作为一个三分量（2黑体+幂律）连续，这表明大的残差之间的$0.3-0.7$千电子伏。拟合中子星大气模型或几个黑体的光谱并不能提供更好的描述的光谱，并要求光谱模型组件与不切实际的大发射区域的大小。如果我们添加中心能量$0.5-0.6$ keV和等效宽度高达$\approx 50$ eV的相位相关吸收特征，则拟合显著改善。我们在大约一半的脉冲周期内检测到该特征。能量分辨脉冲轮廓支持具有三分量连续谱和吸收分量的光谱的描述。这种吸收特征可以解释为起源于脉冲星磁层的电子回旋线，并因沿视线方向的磁场不均匀性而加宽。从整个恒星表面的热辐射显着的相位变化可能表明多极磁场和不均匀的温度分布。NuSTAR在$3-20$ keV范围内检测到的强脉冲非热光谱分量与光子指数$Γ=1.5\pm0.2$的幂律模型拟合良好。
2018-10-28 astro-ph.HE
Multiwavelength pulsations and surface temperature distribution in the middle-aged pulsar B1055-52
本文基于 XMM-Newton 观测分析 PSR B1055-52，用三成分光谱模型揭示其表面非均匀温度分布与双热点特征，并解释高脉动及磁场几何成因。
2024-01-22 astro-ph.HE
Population synthesis of Galactic middle-aged pulsar wind nebulae II. Observational signatures of superefficiency
Institute of Space Sciences (ICE, CSIC)（空间科学研究所）；Institut d’Estudis Espacials de Catalunya (IEEC)（加泰罗尼亚空间研究学院）；Institució Catalana de Recerca i Estudis Avançats (ICREA)（加泰罗尼亚高级研究学院）；INAF - Osservatorio Astrofisico di Arcetri（意大利国家天体物理研究所阿切特里天文台）；Università degli Studi di Firenze（佛罗伦萨大学）；INFN - Sezione di Firenze（意大利国家核物理研究所佛罗伦萨分部）
通过混合TIDE+L框架模拟脉冲星风云与超新星遗迹的相互作用，研究超高效性（辐射功率超过脉冲星自转能损）在银河系中的普遍性，发现远红外波段最显著，且比薄壳模型预测更多超高效源。
2026-06-06 astro-ph.HE
Element Stratification in the Middle-Aged Type Ia Supernova Remnant G344.7-0.1
尽管它们很重要，但对Ia型超新星（SNe Ia）的详细了解仍然是难以捉摸的。超新星遗迹（SNRs）中元素分布的X射线测量为理解Ia超新星爆炸和核合成机制提供了重要线索。然而，对于年轻的SNR，在X射线中观察整个喷出物质量是具有挑战性的，因为中央喷出物可能还没有被反向冲击加热。在这里，我们提出了超过200千秒的钱德拉观测Ia型SNR G344.7-0.1，其年龄足够大的反向冲击已经达到SNR中心，提供了一个机会，调查整个喷出物质量的分布。我们揭示了一个明确的分层的重元素与中央峰值分布的Fe喷出物包围的中间质量元素（IMEs：Si，S，Ar Ca）与弧形结构。的铁K发射的质心能量是略低于中心富铁区域比在外部IME丰富的区域，这表明Fe喷出物冲击加热最近。这些结果与标准超新星Ia模型的预测一致，其中较重的元素是在爆炸的白矮星内部合成的。然而，我们发现，Fe K发射的峰值位置是稍微偏移到西方相对于几何中心的SNR。这种明显的不对称性可能是由于周围介质的密度分布不均匀，与我们对周围分子和中性气体的射电观测一致。
2020-07-06 astro-ph.HE
Gamma rays from molecular clouds illuminated by cosmic rays escaping from interacting supernova remnants
最近，伽马射线望远镜AGILE和费米观测到几个中年超新星遗迹（SNRs）与分子云相互作用。它们的伽马射线很可能是由宇宙射线（CR）和核子之间的非弹性碰撞产生的中性π介子衰变产生的，这表明SNRs构成了银河系CR的大部分。在这封信中，我们提供的分析解决方案的CR的分布，已经逃离了一个有限大小的区域，这自然解释了观察到的中年SNR打破幂律谱。此外，伽玛射线谱的破裂能量的典型值，1-10 GeV，自然是从恒星风动力学显示的分子云和爆炸中心之间的分离约10 pc的事实解释。我们发现四个中年SNRs（W51 C，W28，W 44和IC 443）与分子云相互作用的逃逸CR谱可能是相同的，尽管这导致了不同的γ射线谱。这一结果与最近对银河系CR传播的研究结果一致，并支持SNR确实是银河系CR的来源。
2010-08-17 astro-ph.HE
Are pulsar halos rare ?
扩展的伽马射线发射，解释为由电子-正电子对的环境光子的逆康普顿散射形成的晕，被观察到朝向一些中年的恒星。银河系中这种现象的物理起源和实际共性仍然不清楚。与最近的理论模型相比，对限制的条件似乎很极端。我们在J 0633 +1746和B 0656 +14中寻找尽可能减少晕中扩散抑制的程度和幅度的情景，并探讨了如果它们应用于所有附近的中年恒星，对局部正电子通量的影响。我们使用了一个唯象静态两区扩散框架，并将其预测与费米-LAT和HAWC观测的两个晕，并与AMS-02测量的本地正电子通量。虽然数据要求在~ 100 TeV处有2-3个数量级的强扩散抑制，但有可能找到两个对象的扩散抑制程度小至30 pc的解决方案。如果附近所有的中年恒星都发展出这样的晕，它们的正电子通量（包括Geminga的贡献）将使AMS-02测量的注入效率饱和，而注入效率比J 0633 +1746和B 0656 +14中的典型晕小得多，更普遍的是年轻脉冲星风星云的典型值。相反，如果来自其他邻近恒星的正电子在星际介质中释放，而没有任何限制，它们的总正电子通量符合观测到的光谱，对于所有恒星，从驱动脉冲星风星云的kyr-old天体到100 kyr-old天体，如J 0633 +1746和B 0656 +14，注入效率都是几十个百分点。似乎更简单的假设是，大多数中年人不会出现晕轮（略）。
2022-06-23 astro-ph.HE
Modeling statistical properties of the X-ray emission from aged Pulsar Wind Nebulae
已知PWNe的数量最近大幅增加，其中大多数现在是中年物体。最近的研究表明，X射线亮度和大小与PWN年龄有明显的相关性，但未能提供一个完整的解释所观察到的趋势。在这里，我提出了一个不同的方法来这些影响，假设所观察到的趋势不简单地再现一个“典型”的PWN的演变，但PWNe演变在不同的环境条件下，领先的参数是周围介质密度的综合效果。使用一个简单的分析方法，我表明，大多数中年PWNe是更有可能观察到的混响阶段，我成功地再现趋势与观察到的一致，只要X射线发射电子的演变保持绝热在整个混响阶段。作为一个直接的结果，我表明，旧PWNe的X射线光谱应该更难：这也是与观测一致。
2013-11-07 astro-ph.HE
Population synthesis of Galactic middle-aged pulsar wind nebulae I. Detection prospects for current and future instruments
Institute of Space Sciences (ICE, CSIC)（空间科学研究所）；Institut d’Estudis Espacials de Catalunya (IEEC)（加泰罗尼亚太空研究学院）；Institució Catalana de Recerca i Estudis Avançats (ICREA)（加泰罗尼亚高级研究学院）；INAF - Osservatorio Astrofisico di Arcetri（意大利国家天体物理研究所阿切特里天文台）；Università degli Studi di Firenze（佛罗伦萨大学）；INFN - Sezione di Firenze（意大利国家核物理研究所佛罗伦萨分部）
本文利用TIDE+L框架研究中年脉冲星风 nebulae 的群体特性，探讨当前和未来γ射线望远镜的探测能力，强调回声阶段的建模对预测银河TeV脉冲星风 nebulae 人口的重要性。
2026-07-02 astro-ph.HE
X-ray and near-infrared observations of the middle-aged pulsar B1055-52, its multiwavelength spectrum, and proper motion
本研究利用 XMM-Newton 和 Hubble Space Telescope 对中年脉冲星 B1055-52 进行了 X 射线和近红外观测，否定了其 X 射线长期变化的假设，证实近红外至 X 射线非热辐射由同一机制产生，并精确测量了其自行运动。
2023-05-31 astro-ph.HE
Population synthesis of pulsar wind nebulae and pulsar halos in the Milky Way -- Predicted contributions to the very-high-energy sky
对一些中年恒星的扩展伽马射线发射的发现表明，在经典脉冲星风星云（PWN）阶段之外，存在长寿命粒子约束的可能性。这个新兴的源类如何能外推到银河系人口仍然不清楚。我们的目标是评估脉冲星晕如何适应现有的TeV观测，假设所有中年的恒星都发展出类似于J 0633 +1746或B 0656 +14恒星的晕。我们模拟了银河系中超新星遗迹、PWNe和脉冲星晕的种群。PWN晕演化序列描述在一个简单而连贯的框架，这两种对象被假定为共享相同的粒子注入特性。然后，我们评估了不同来源类别对银河系极高能量辐射的贡献。对于一套合理的参数，可以使合成总体与所有已知物体（包括未识别物体）的通量分布相一致。在用HESS对银河平面进行的调查中，预测可检测到的人口比例。HAWC与实际结果吻合较好，可探测到的晕圈数为可探测到的PWNe数的30 ~ 80%。CTA的前景包括在银道巡天中探测到250-300个源，包括170个PWNe和多达100个晕。晕中扩散抑制的程度对这种前景的影响有限，但其程度有很大的影响。在每一次调查中，未解决的人口的扩散发射水平被发现是由晕占主导地位，相当于大规模的星际辐射的宇宙射线以上0.1- 1 TeV。脉冲星晕被证明是可行的对应物的一小部分，目前尚未确定的来源，如果他们周围的大多数中年恒星（删节）。
2022-07-22 astro-ph.HE
Discovery of Recombining Plasma in the Supernova Remnant 3C 391
最近对中年超新星遗迹（SNRs）的X射线研究揭示了与过电离等离子体相关的强辐射复合连续谱（RRC），其起源仍然不确定。我们报告我们发现的RRC在中年SNR 3C 391。如果用碰撞电离平衡（CIE）下的双温等离子体模型拟合X射线谱，则发现Si XIV Ly α线在2.006 keV处、S XVI Ly α线在2.623 keV处和Si XIII的RRC边缘在2.666 keV处有残留，用CIE等离子体和重组等离子体（RP）组成的复合模型能更好地描述X射线谱。丰度模式表明，RP是从一个核心坍缩超新星与15太阳质量的祖星喷出物。在被密集分子云包围的东南区和西北区，重组等离子体参数没有显著差异。我们还发现了来自SNR东南区域的6.4 keV（~2.4 sigma检测）处的Fe I K α线的提示。
2014-09-24 astro-ph.HE
Observation of gamma rays up to 320 TeV from the middle-aged TeV pulsar wind nebula HESS J1849$-$000
该研究利用西藏空气簇射与μ子阵列探测HESS J1849$-$000，首次测得40–320 TeV幂律能谱，并通过轻子与强子模型指出其可能是新的银河系PeVatron候选体。
2023-08-26 astro-ph.HE
Chandra observations of the elusive pulsar wind nebula around PSR B0656+14
PSR B 0656 +14是一颗中年脉冲星，特征年龄为$τ_c=110$ kyr，自旋下降功率为$\dot{E}= 3.8\times 10^{34}$ erg s $^{-1}$。利用钱德拉的数据，我们寻找一个脉冲星风星云（PWN），并发现了扩展发射的证据，在3.5-15弧秒的环带周围的脉冲星，光度$L_{\rm 0.5-8\,keV}^{\rm ext} \sim 8\times 10^{28}$ erg s $^{-1}$（在288 pc的距离），这是一个分数的$\sim 0.05$的非热脉冲星光度。如果扩展发射主要是由于PWN，它的X射线效率，$η_{\rm pwn} = L_{\rm 0.5-8\,keV}^{\rm ext}/\dot{E} \sim 2\times 10^{-6}$，低于大多数其他已知的PWNe，但类似于中年Geminga脉冲星。假设的PWN的小径向范围和近似圆形的形状可以解释，如果脉冲星是在接近视线的方向后退（或接近）。扩展发射（$Γ\sim 8$）的非常软的光谱，比那些典型的PWNe软得多，可以解释的贡献，从一个微弱的尘埃散射晕，这可能占主导地位的扩展发射的外部。
2015-11-12 astro-ph.HE
Using HAWC to Discover Invisible Pulsars
HAWC和Milagro的观测已经探测到Geminga和Monogem双星周围明亮且空间扩展的TeV伽马射线源。我们认为，这些意见，随着大量人口的其他扩展TeV源与脉冲星风星云相一致，构成了一个新的形态类的空间扩展TeV晕。我们表明，HAWC宽视场解锁TeV晕大气切伦科夫望远镜观察不到的一个广阔的参数空间。在假设Geminga和Monogem是典型的中年脉冲星的情况下，我们表明，十年的HAWC观测最终应该观察到37个$^{+17}_{-13}$中年TeV晕，这些晕对应于无线电发射未射向地球的脉冲星。根据外推的TeV晕效率的年轻的恒星，HAWC可以检测到超过100 TeV的晕从错位的恒星。这些类星体在历史上很难用现有的多波长观测来探测。TeV晕将构成所有HAWC源的一个重要部分，使后续观测能够有效地找到脉冲星风星云和热脉冲星发射。TeV晕的观测和随后的多波长跟踪将对我们理解脉冲星束的几何形状、PWN的演化、高能脉冲星附近宇宙射线的扩散以及脉冲星对宇宙射线正电子过剩的贡献具有重要意义。
2017-03-28 astro-ph.GA astro-ph.HE hep-ph
Gamma-ray Emission from the S147 Region: Indication of Escaping Cosmic Rays Interacting with Molecular Clouds
Key Laboratory of Dark Matter and Space Astronomy, Purple Mountain Observatory, Chinese Academy of Sciences（中国科学院紫金山天文台暗物质与空间天文重点实验室）；School of Astronomy and Space Science, University of Science and Technology of China（中国科学技术大学天文与空间科学学院）；Key Laboratory of Astroparticle Physics of Yunnan Province, Yunnan University（云南大学云南省天体物理重点实验室）
S147区域的伽马射线发射表明，逃逸的宇宙射线与分子云相互作用，提供了该超新星残骸早期阶段宇宙射线逃逸的观测证据。
2026-09-10 astro-ph.HE
The TeV Morphology of the Interacting Supernova Remnant IC 443
中年超新星遗迹IC 443正在与周围的分子气体相互作用。$Fermi$ -LAT已经确定了它在低能量下的伽马射线发射显示出强子发射的特征“π介子隆起”。TeV的辐射先前是由MAGIC和VERITAS在激波阵面和分子云之间的相互作用处建立的。VERITAS继续观察IC 443，现在可以在几个弧分尺度上分辨发射。我们将介绍发射形态的结果，并讨论可能的发射源，包括残余物的外壳和附近的其他气体结构。
2015-12-07 astro-ph.HE
Results of 12 Years of Pulsar Timing at Nanshan -- I
利用新疆天文台南山25米射电望远镜，对2002年7月至2014年3月期间的87颗恒星进行了定时观测。使用“Cholesky”时序分析方法，我们已经确定了48个卫星的位置和自行，其中24个是改进的位置相比，以前公布的值。利用脉冲星计时和位置比较方法，给出了9颗双星的首次自行和21颗双星的改进自行。导出了36颗脉冲星的自转参数，比以前公布的36颗脉冲星的自转参数更精确。在三个样本中检测到毛刺：PSR J1722 $-$ 3632、J1852 $-$ 0635和J1957+2831。对于前两个，小故障是大的，与$Δν_g/ν> 10^{-6}$，他们是第一个检测到的小故障，在这些雷达。PSR J1722 $-$ 3632是第二古老的脉冲星。对于中年人（$τ_c > 10^5$ ~yr），计算的制动指数$|n|$与$τ_c$有很强的相关性，并且$n$的正值和负值的数量几乎相等。对于年轻人（$τ_c < 10^5$ ~yr），$|n|$和$τ_c$之间没有相关性，大多数人有$n>0$。
2020-05-05 astro-ph.HE
Timing of Eight Binary Millisecond Pulsars Found with Arecibo in Fermi-LAT Unidentified Sources
我们提出了八个二进制毫秒双星（MSP）的时间解决方案，发现通过搜索身份不明的费米-LAT源的位置与327 MHz接收器的阿雷西博305米射电望远镜。其中5颗是轨道周期短于8.1小时的“蜘蛛”。其中三个是在“黑寡妇”系统（退化伴星的质量为0.02-0.03太阳质量），一个是在“红背”系统（非退化伴星的质量为$\gtrsim 0.3$太阳质量），一个（J1908+2105）是一个明显的中间地带的情况下，这两个观测类。剩下的三颗恒星都有白矮星伴星和更长的轨道周期。与最初推导的无线电定时解决方案，我们检测到的伽马射线脉动从所有MSP和扩展的定时解决方案，使用光子从完整的费米任务，从而确认这些MSP与费米-LAT源的识别。赤背星的射电辐射在其50%的轨道周期内被遮蔽，这是这类系统的典型特征。其中两颗黑寡妇的射电日食持续了10-20%的轨道，而J1908+2105的日食持续了40%的轨道。我们调查了银河系盘中已知的二进制MSP之间的伽马射线发射和短轨道周期之间的明显联系，并得出结论，选择效应不能被排除的原因。基于这一分析，我们概述了如何在正在进行的和未来的脉冲星搜索中提高新MSP发现的可能性。
2020-12-30 astro-ph.HE
The SPAN512 mid-latitude pulsar survey at the Nançay Radio Telescope
在各个无线电观测站进行的大量射电和瞬变观测是由从这些来源获得的科学推动的。相对论双星的时间和偏振分析可以对引力理论产生很大的限制。对分布在天球上的越来越多的毫秒级双星的观测，可能会探测到由超大质量黑洞双星产生的随机引力波背景。一个更完整的年轻中子星样本提高了我们对中子星诞生和演化的认识。像快速射电暴这样的瞬变现象可以用来探测星系际介质。SPAN 512脉冲星巡天利用南赛射电望远镜的L波段接收器覆盖银河系中纬度地区。调查涵盖224平方米。°的总曝光时间为2200小时。群体合成预测发现3至19个新的正常的染色体和一些MSP。我们提出了详细的NRT波束与L波段接收器及其灵敏度，我们用来精确地评估预期的调查产量的建模。我们使用灵活的Pulsar Arecibo L波段馈源阵列数据处理管道来搜索47 TB的SPAN 512数据，以寻找脉冲星和瞬变。SPAN 512发现了两颗新的MSP和一颗新的中年脉冲星。我们专注于2.4毫秒的自旋周期脉冲星J2205+6012的分析，我们也报告了伽玛射线脉动的检测。它的窄脉冲宽度（35 $μ$ s，观测频率为2.55 GHz）允许亚微秒计时精度超过8年，脉冲星计时阵列计划具有令人兴奋的前景。
2022-09-05 astro-ph.HE
Unveiling the Graviton Mass Bounds through Analysis of 2023 Pulsar Timing Array Data Releases
通过分析NANOGrav和CPTA的脉冲星计时阵列数据，给出引力子质量90%置信水平上限，并推导宇宙方差极限，探讨对超轻张量暗物质的启示。
2024-03-19 astro-ph.HE gr-qc
