CMB bounds on primordial black holes with dark matter mini-halos: the role of radiative feedback
本文重新考察了CMB对原初黑洞的约束，发现考虑黑洞周围气体辐射反馈后，含暗物质迷你晕的约束被大幅放宽，表明此前分析高估了迷你晕对吸积率的提升作用。
2024-06-13 astro-ph.CO astro-ph.HE
Common origin for radio relics and halos: galaxy cluster-wide, homogeneous cosmic-ray distribution, and evolving magnetic fields
一些星系团以外围遗迹（迄今为止归因于初级、冲击（再）加速电子）或中心晕的形式显示出弥散的无线电发射。通过分析文献中的射电和X射线数据，我们发现了晕和遗迹之间的新联系，例如它们的峰值射电亮度与气柱密度之间的普遍线性关系。我们的研究结果表明，在一个集群中的晕，遗迹，和晕遗迹桥，都产生于相同的，均匀的宇宙线（CR）离子（CRI）分布。我们解析地推导了强子CRI碰撞中产生的次级电子和正电子（CREs）在任意磁场演化下的同步辐射特征。在我们的模型中，平坦的光谱晕（包括巨晕和迷你晕）来自稳态磁场，而遗迹和陡峭的晕反映了最近或不规则的磁场增长。这很自然地解释了晕、遗迹以及它们之间的联系的性质，而没有引起弱冲击或湍流中的粒子（再）加速。我们发现CRI的能量密度在u_p~10^-[12.4，13.3]erg cm^-3的范围内，谱指数s_p=-2.20+-0.05，并在一些晕和遗迹后面的距离星团中心2 Mpc的地方确定了~0.1的磁能分数。CRI的均匀性表明存在很强的CR扩散，D（100 GeV）>~ 10^32 cm ^2s ^-1。在弱激波（效率<10^-4）和湍流中，强磁化对大于10 GeV的CRE（再）加速施加了严格的上限;事实上，每一个弱激波都会略微降低平坦CRE的能量分数。
2010-11-02 astro-ph.CO astro-ph.HE
Testing the Connection Between Radio Mini-Halos and Core Gas Sloshing with MHD Simulations
无线电迷你晕是与松弛星系团有关的扩散、陡谱同步辐射源。对一些小晕源的观测表明，无线电发射和气体晃动的X射线特征（冷锋）之间存在相关性。“一些作者认为，与晃动运动相关的湍流会使相对论电子重新加速，导致与锋面相关的发射。我们提出了磁流体模拟的核心气体晃动的星系团，在那里我们测量这些运动所产生的湍流，并采用被动示踪粒子作为相对论电子，可以加速这种湍流。我们的初步结果支持晃动运动和粒子再加速之间的联系。
2011-02-04 astro-ph.CO astro-ph.HE
MAGIC Gamma-ray Observations of the Perseus Galaxy Cluster
为了探测宇宙射线与星系团内部介质相互作用产生的伽马射线发射，切伦科夫地面成像望远镜MAGIC在2009-2011年期间对一个非常高能量（> 100 GeV）的星系团进行了迄今为止最深入的观测活动，并对英仙座星系团进行了总共85小时的观测。实验结果表明，在结构形成激波条件下，平均CR-热压力比为1-2%，最大CR加速效率<50%。或者，这可能会争论不可忽略的CR运输过程，如CR流和扩散到外部集群区域。此外，假设英仙座射电小晕是由强子CR相互作用中产生的次级辐射产生的，中心磁场被限制在> 4-9 μ G。这个范围远低于法拉第旋转测量的场强，因此强子模型仍然是英仙座射电小晕的合理解释。在这次成功的活动之后，MAGIC继续收集有关英仙座的数据。
2013-08-09 astro-ph.CO astro-ph.HE
Galaxy-cluster-stacked Fermi-LAT II: extended central hadronic signal
Ben-Gurion University of the Negev（内盖夫本-古里安大学）
本论文通过堆叠 Fermi-LAT 数据在星系团核心发现显著的延展强子辐射，其宇宙射线离子分布为各种团内射电辐射供能，并排除了电子再加速模型，同时限制了暗物质信号。
2025-02-26 astro-ph.HE
Constraining relativistic protons and magnetic fields in galaxy clusters through radio and gamma-ray observations : the case of A2256
巨型射电晕是星系团弥散同步辐射最相关的例子。这些源中的一些具有非常陡峭的光谱，光谱指数为$α\geq 1.5-1.6$（$F(ν) \propto ν^{-α}$），并且是测试相对论粒子起源的当前模型的理想目标。A2256拥有最近的射电晕，具有非常陡峭的光谱，具有$α=1.61$，并且集群中非常大的相对论质子人口将是必要的，以解释晕由于次级粒子的同步辐射。在这种情况下，0.1-1 GeV的$γ$ -射线的光度预计10-20倍以上的集群托管无线电晕类似的无线电功率在GHz的频率，但光谱更典型的目前观察到的晕人口，$α\sim 1.2$。在这些假设下，如果星系团中心区域的磁场为$\leq$ 10-15 $μ$ G，那么FERMI/GLAST观测有望探测到A2256。我们表明，这将允许一个及时的测试强子模型的起源无线电晕，并补充约束的集群磁场和粒子加速机制的物理。
2009-09-18 astro-ph.CO astro-ph.HE
On the Physics of Radio Halos in Galaxy Clusters: Scaling Relations and Luminosity Functions
星系团中巨射电晕和小射电晕的物理机制仍然是一个悬而未决的问题，随着探测次数的增加，这一问题变得更加紧迫。在本文中，我们探讨的可能性，射电发射电子产生的强子宇宙线（CR）质子与周围的热质子的集群内介质的相互作用。我们的CR模型来自宇宙学流体动力学模拟的团簇形成，另外占CR运输的形式CR流和扩散。这开启了在动态时间尺度上改变射电晕光度超过一个数量级的可能性。我们建立了一个模拟的星系团目录从大型的MultiDark N体LCDM模拟，通过采用一个唯象的气体密度模型为每个集群的基础上，X射线测量，匹配Sunyaev-Zel'dovich（SZ）和X射线标度关系和光度函数。利用法拉第旋转测量研究的磁场强度估计，我们的模型成功地再现了观测到的巨型射电晕（后发座，A2163）以及无线电迷你晕（英仙座，蛇夫座）的表面亮度剖面，同时遵守这些集群中的伽马射线发射上限。我们的模型还能够同时再现在同一L_X上观测到的射电强和射电静星团的双峰性以及射电晕光度与SZ通量Y的单峰分布，从而为这一明显的矛盾提供了一个物理解决方案。对于一个合理的分数为10%的射电响亮的集群，我们的模型匹配NVSS射电晕光度函数。构建一个分析射电晕光度函数，我们展示了独特的前景，低频无线电调查（如LOFAR第1级调查）检测~3500无线电晕回红移2和探测无线电晕的基本物理。[删节]
2013-11-21 astro-ph.CO astro-ph.HE
Hadronic Origin of Sub-PeV Gamma-Ray Emission from LHAASO J0621+3755
Indian Institute of Technology Jodhpur（焦特普尔印度理工学院）
研究通过考虑质子-质子相互作用通道，探讨了脉冲星周围亚皮电子伏级伽马射线的hadronic起源，发现需要约0.14倍的宇宙射线质子亮度，质子在超扩散环境中传播。
2026-05-15 astro-ph.HE
The Extended GMRT Radio Halo Survey II: Further results and analysis of the full sample
团内介质包含宇宙射线和磁场，它们通过大尺度同步辐射源显现出来，称为射电晕、遗迹和小晕。扩展的巨米波射电望远镜射电晕巡天计划（英语：Extended Giant Metrewave Radio Telescope，简称：GMRT射电晕巡天计划）是GMRT射电晕巡天计划（英语：Giant Metrewave Radio Halo Survey，简称：GRHS）的一个扩展计划，旨在利用GMRT 610/235 MHz的观测来寻找射电晕。GRHS+EGRHS由64个红移范围为0.2 - 0.4的星系团组成，它们在0.1 - 2.4 keV波段的X射线光度大于5 × 10^44 erg/s，在REFLEX和eBCS X射线星系团星表中的赤纬大于-31度。在该系列的第二篇论文中，介绍了最后一批11个星系团的GMRT 610/235 MHz数据和完整样本的统计分析。在RXJ2129.6+0005中发现了一个新的小晕，在Z5247、A2552和Z1953中发现了候选的扩散源。这次调查的一个独特之处是对1百万秒差距大小的射电晕的探测上限;这里提出了4个新的，使调查中的总数达到31个。在样本中，58个具有足够敏感的无线电信息的聚类被用来获得迄今为止最准确的发生率。在我们所选的X射线样品中，射电晕的出现率约为22%，小晕的出现率约为13%，遗迹的出现率约为5%。给出了射电晕和小晕的射电功率-X射线光度图…
2015-03-09 astro-ph.CO astro-ph.HE
Mini radio lobes in AGNs core illumination and their hadronic gamma-ray afterlight
最近的射电观测表明，活动星系中存在小射电瓣，其尺度为$\sim 10 {\rm pc}$。预计叶瓣将充满冲击加速的电子和质子。在这项工作中，我们研究的光子光谱的迷你叶，适当地考虑到强子过程。我们发现，由此产生的宽带谱包含两个不同的强子碰撞在$γ$射线带，即，由于光子π级联产生的次级电子/正电子，产生了$\sim$ MeV的质子同步辐射和$\sim$ GeV的质子同步辐射。特别是当粒子注入的持续时间短于叶龄时，预测到放射性暗$γ$射线叶。$γ$射线瓣的存在可以用未来的TeV- $γ$望远镜{ \it CTA}来检验。
2010-12-24 astro-ph.HE
Neutron stars with an agnostic Dark sector: Core and Halo configurations from a two-fluid approach
Indian Institute of Science Education and Research（印度科学教育研究所）；University of Coimbra（科英布拉大学）
研究暗物质混合中子星，用双流体形式构建模型。暗物质以费米气体建模，强子物质由相关理论计算。发现轻暗物质形成扩展晕提高潮汐形变率，重暗物质形成致密核心降低它，给出暗物质含量保守界限。
2026-11-10 astro-ph.HE hep-ph
A Radio and X-ray Study of the Merging Cluster A2319
A2319是一个巨大的合并中的星系团，它有一个先前探测到的射电晕，大致跟随着发射X射线的气体。本文介绍了Jansky甚大阵（VLA）对A2319在20 cm波段的观测结果，并对XMM-Newton的X射线观测结果进行了重新分析，以研究ICM的热分量和非热分量之间的相互作用。我们证实了以前的报告的X射线冷锋，并报告发现一个独特的核心的射电晕，800千秒差距的范围内，这是惊人的相似的形态X射线发射，并急剧下降的亮度在冷锋。我们探测到从核心处尾随而来的额外的无线电发射，它平滑地融入了绿岸望远镜探测到的2 Mpc晕（GBT; Farnsworth等人，2013年）。我们推测这样的两个组件的无线电晕的可能机制，晃动发挥主导作用的核心。通过直接比较X射线和射电辐射，我们发现，强子起源的宇宙射线电子负责的射电晕将需要一个磁场和/或宇宙射线质子分布，增加径向距离的集群中心，因此是不利的。
2014-10-29 astro-ph.CO astro-ph.HE
Radio halos and relics from extended cosmic-ray ion distributions with strong diffusion in galaxy clusters
本文提出联合强子模型，以统一解释星系团中迷你晕、巨晕和遗迹等弥散射电现象，并指出其源于同一宇宙射线离子群体，无需更复杂解释。
2023-11-15 astro-ph.CO astro-ph.HE
Testing Secondary Models for the Origin of Radio Mini-Halos in Galaxy Clusters
我们提出了一个MHD模拟的射电微晕出现在一个星系团核心的“二次”模型，其中的同步辐射发射电子的来源是宇宙射线质子与热的团内气体，一个替代的“再加速模型”，宇宙射线电子被再加速引起的核心晃动，我们在早期的工作中讨论的湍流之间的强子相互作用。我们遵循宇宙射线电子光谱的演变和它们的无线电发射使用被动示踪粒子，考虑到电子的强子相互作用和它们的能量损失的时间依赖性注入。我们发现，在晃动的星系团核心中的次级电子可以产生与观测到的射电微晕相似的光度和范围的弥散同步辐射。然而，我们也发现与我们以前的工作的重要差异。我们发现，在冷锋的无线电发射的下降是不那么突出，比在我们的再加速为基础的模拟，表明在这种风味的二级模型的排放空间扩展比在一些观察到的迷你晕。我们还探讨了磁场的快速变化对无线电频谱的影响。虽然在某些区域产生的光谱比稳定条件下的预期更陡，但变化是边际的，同步加速器光谱指数$Δα$的差异< 0.15-0.25，取决于频带。这个范围比观测最好的小晕和再加速模型中产生的范围要窄得多。我们的研究结果提供了重要的建议，以限制这些模型与未来的观察。
2015-02-09 astro-ph.CO astro-ph.GA astro-ph.HE
Hadronic gamma-ray emission from extragalactic mini radio lobes
讨论了活动星系核中秒差距大小射电瓣的强子辐射。波瓣由冲击射流等离子体组成，预计将充满高能粒子。用蒙特卡罗模拟计算了包含光介子相互作用过程的波瓣光子谱。当初级电子的同步辐射较亮时，γ射线带的同步辐射自康普顿分量占主导地位。当主辐射不是很亮时，叶的强子辐射可以在γ射线带中占主导地位。质子同步加速分量出现在亚MeV波段。通过光介子级联产生的次级电子/正电子对辐射的同步辐射在GeV-TeV能量范围内出现。这些高能辐射特征为年轻活动星系核喷流中的质子加速提供了一个检验。
2010-06-17 astro-ph.HE
Giant cosmic ray halos around M31 and the Milky Way
最近，从仙女座方向探测到了1-100 GeV $γ$射线的扩散发射。辐射以星系为中心，并延伸到距离中心$\sim 100-200$千秒差距的地方。在注入银盘或银河系中心的宇宙射线逃逸的标准情景框架内解释扩展的$γ-$射线发射是有问题的。在本文中，我们认为，宇宙射线的起源（无论是轻子或强子）的$γ$射线发射是可能的非标准的宇宙射线传播的框架方案或在粒子加速发生在星系的晕的情况下。这意味着在M31周围存在一个巨大的宇宙射线晕，可能是由星系核活动或星系际气体的吸积提供动力。值得注意的是，如果像在M31周围观察到的那样，宇宙射线晕是星系的共同特征，包括我们自己的星系，宇宙射线质子和银河系环星系气体之间的相互作用也可以解释冰立方观测到的中微子的各向同性扩散通量。
2021-01-13 astro-ph.HE
Shock imprints on the radio mini halo in RBS797
本研究分析RBS797星系团迷你晕的射电观测，发现其谱指数从中心到外围变平，提出激波再加速、湍流再加速或强子起源三种解释，并强调未来偏振观测的重要性。
2023-10-11 astro-ph.CO astro-ph.GA astro-ph.HE
Dark Matter Mini-halo around the Compact Objects: the Formation, Evolution and Possible Contribution to the Cosmic Ray Electrons/Positrons
暗物质粒子可能被恒星捕获，然后在恒星的核心热化。在生命的尽头，一颗大质量恒星突然坍缩，形成一个致密的物体。暗物质粒子相应地重新分布。在非弹性暗物质模型中，可能会在中子星周围形成一个扩展的致密暗物质迷你晕。这样的小晕在银河系中可能很常见。然而，导致暗物质粒子湮灭的电子/正电子通量无法产生可观测的信号，除非新生的迷你晕在距离地球\sim几个0.1 pc的距离内。
2011-12-19 astro-ph.HE
Using Radio Halos and Minihalos to Measure the Distributions of Magnetic Fields and Cosmic-Rays in Galaxy Clusters
有些星系团在Mpc尺度上表现为巨晕（GH），在较小尺度上表现为微晕（MH）。比较几个这样的集群的VLA和XMM径向配置文件，我们发现无线电和X射线表面亮度之间的普遍线性相关性，有效的两种类型的晕。这意味着晕的中心发射率nu*j_nu=10^{-31.4+-0.2}*（n/10^-2cm^-3）^2*（T/T_0）^{0.2+-0.5} erg/s/cm ^3，其中T和T_0为局部和中心温度，n为电子数密度。我们认为，紧密的相关性和缩放的j_nu，结合形态和光谱的证据，表明GH和MH产生的次级电子和正电子，产生于宇宙射线离子（CRI）与强磁化，B >3 μ G的团内气体碰撞。当磁能密度低于微波背景时，射电辐射大大减弱，产生具有cluromatic形态的晕（例如RXCJ 2003.5 -2323和A2255）或明显的径向破裂。因此，我们在A2029和英仙座的半径分别为r~110 kpc和r~50 kpc时，测量到磁场B=3 μ G。~20 GeV强碰撞产生的秒谱反映了碰撞截面的能量依赖性。我们利用观测到的晕的光谱，特别是当它们随着半径或频率的增加而变陡时，（i）测量B~10（nu/700 MHz）μ G，其中nu是频谱中断频率;（ii）识别平均频谱和中心磁场之间的相关性;（iii）在10 GeV以上的能量范围内，CRI谱指数s <-2.7，能量分数xi_p~10^{-3.6+-0.2}…
2010-11-03 astro-ph.CO astro-ph.HE
Thermal and non-thermal connection in radio mini-halos
已知有几个冷核星系团拥有一个无线电迷你晕，一个位于其核心的弥散的、陡谱的射电源，从而探测到非热成分的存在，如磁场和相对论性粒子，它们的尺度不直接受中心活动星系核的影响。产生数百千秒差距规模的无线电发射相对论粒子群的机制的性质仍然不清楚。与此同时，活动星系核是否提供了相对论粒子的种子，从而在小晕的形成中发挥作用，这一问题仍然存在争议。我们的目标是调查这些开放的问题，通过研究集群内介质的热和非热组件之间的连接。我们进行了点对点的无线电和X射线表面亮度的汇编迷你晕的分析。我们发现迷你光环在无线电和X射线之间具有超线性缩放，无线电亮度比X射线亮度下降得更急剧。这种趋势与通常在巨型射电晕中观察到的相反，因此标志着两个射电源的物理学可能存在差异。最后，使用无线电和X射线之间的标度，并假设一个强子起源的迷你晕，我们推导出的磁场在核心的托管集群的约束。
2018-07-27 astro-ph.HE
Cosmic ray heating in cool core clusters - II. Self-regulation cycle and non-thermal emission
活动星系核（AGN）的自我调节反馈在平衡星系团中心低熵气体的辐射冷却和调节中央星系的恒星形成方面似乎是至关重要的。在配套文件中，我们发现了稳态的流体动力学方程，耦合到CR能量方程的一个大的集群样本的解决方案。在这些解决方案中，中心区域的辐射冷却通过共振产生的Alfv{é}n波的产生和耗散以及大半径处的热传导来平衡。在这里，我们证明了预测的非热发射强子CR相互作用在集群内介质超过观测无线电（和伽马射线）数据的一个子样本的集群主机无线电迷你晕（RMH）。相比之下，预测的非热辐射远低于没有RMH的冷却星系团的观测数据。这些特征是异常大的活动星系核的无线电通量，表明高CR收益率和相关的CR加热率。我们提出了一个活动星系核反馈的自我调节循环，在这个循环中，非RMH星系团被均匀分布在整个中央冷却区的CRs流加热。我们预测{ \em无线电微晕}周围的活动星系核的CR加热的集群，其中主要的发射可能占主导地位的强子产生的发射。一旦CR人口流动得足够远并失去足够的能量，冷却速率就会增加，这就解释了拥有RMH的星系团中恒星形成速率的增加。这些可以由先前加热过集群核心的CR提供强子动力。
2017-04-26 astro-ph.CO astro-ph.GA astro-ph.HE
Searching for radio relics and halos. Their role in the formation and acceleration of extragalactic cosmic rays
我们搜索扩展区域的无线电发射不与活跃的银河系核心，被称为“遗迹”，“晕”和“迷你晕的，在一个样本的70阿贝尔集群，我们有无线电，光学和X射线数据。活动星系核可以产生非热辐射的粒子泡，对宇宙射线具有限制作用。因此，射电遗迹和（迷你）晕可能是这些气泡限制宇宙射线的结果。我们正在探索团内磁场（使用法拉第旋转测量和逆康普顿参数）、合并（通过射电/X射线相互作用）、冷却流（X射线数据）、射电喷流/激波以及射电（迷你）晕/遗迹在宇宙射线的形成、加速和传播中所起的作用。在目前的研究中，我们从我们的样本中选择了两个强大的邻近射电星系：武仙座A和3C 388。我们报告正在进行的工作和未来的计划。
2011-08-08 astro-ph.CO astro-ph.HE hep-ph
On the relation between mini-halos and AGN feedback in clusters of galaxies
随着射电天文学最先进的新设施的出现，在许多星团中发现了各种大规模的漫射射电结构。在这些弥漫性射电结构中，射电小晕出现在冷核心星团的中心区域。它们的起源仍然未知，而且很难发现;迄今为止出版的不到30种。基于新的VLA观测，我们确认了大质量强冷核星团PKS 0745 $-$ 191（$z=0.1028$）中的小晕，并在大质量冷核星团MACS J1447.4+0827（$z=0.3755$）中发现了小晕。此外，通过对所有已知的小晕的详细分析，我们探讨了小晕与活动星系核反馈过程之间的关系。我们发现证据的强大的，以前未知的相关性之间的迷你晕无线电功率和X射线腔功率，和迷你晕和中央星系的无线电功率相关的相对论喷流时，光谱分解成一个组件的活动星系核的无线电发射过去的爆发和一个正在进行的吸积。总的来说，我们的研究表明，迷你晕直接连接到中央活动星系核集群，以下先前的假设。我们假设活动星系核的反馈可能是产生小晕的主要机制之一，通过注入能量到星系团内介质和重新加速一个老的粒子种群，而晃动运动可能会驱动冷锋内的小晕的整体形状。因此，活动星系核的反馈可能不仅在抵消冷核心星系团的冷却方面起着至关重要的作用，而且在重新激发星系团中的非热粒子方面也起着重要的作用。
2020-09-28 astro-ph.GA astro-ph.HE
Discovery of large-scale radio emission enveloping the mini-halo in the most X-ray luminous galaxy cluster RX~J1347.5-1145
本研究通过MeerKAT和uGMRT多频观测，在星系团RXJ1347.5-1145中确认了包裹迷你晕的大尺度射电晕，并揭示两者形成机制不同，晕符合湍流模型。
2025-02-13 astro-ph.HE
Constraining the magnetic field in the TeV halo of Geminga with X-ray Observation
最近，高海拔水切伦科夫（HAWC）合作报告了在Geminga脉冲星周围发现TeV晕。TeV辐射被认为是脉冲星注入的电子/正电子从宇宙微波背景光子的逆康普顿散射。与此同时，这些电子不可避免地会通过同步辐射辐射出X射线光子，从而对TeV晕中的磁场提供有用的约束。本文分析了XMM-Newton和Chandra的观测数据，得到了Geminga脉冲星周围$600''$区的扩散X射线通量的上限，该上限为$\lesssim 10^{-14}\rm erg\,cm^{-2}s^{-1}$量级。通过对X射线和TeV观测结果的数值建模，假设注入的电子/正电子各向同性扩散，我们发现TeV晕内的磁场需要为$<1μ$ G，其明显弱于典型的磁场。在星际介质中。弱的磁场加上小的扩散系数从HAWC的观察推断，粒子扩散的玻姆极限可能已经达到TeV晕。我们还讨论了弱X射线发射的替代可能性，如强子起源的TeV发射或特定的磁场拓扑结构，其中弱磁场和一个非常小的扩散系数可能会被避免。
2019-04-25 astro-ph.HE
A MeerKAT-meets-LOFAR Study of MS 1455.0+2232: A 590 kiloparsec 'Mini'-Halo in a Sloshing Cool-Core Cluster
无线电迷你晕是一种不为人知的、适度扩展的弥散射电源，它在数百千秒差距的尺度上追踪磁场和相对论性电子的存在，主要存在于松弛的星系团中。由于迄今为止确认的检测相对较少，许多问题仍然没有答案。本文介绍了新的无线电观测星系团MS 1455.0 $+$ 2232进行MeerKAT（覆盖频率范围872 $-$ 1712 MHz）和LOFAR（覆盖120 $-$ 168 MHz），第一个结果，从一个均匀选择的迷你晕普查。我们发现，这个迷你晕扩展为$\sim590$ kpc在1283 MHz，显着大于以前认为，并有一个平坦的频谱指数（$α= -0.97 \pm 0.05$）比通常预期的。我们的X射线分析清楚地揭示了一个大规模（254千秒差距）晃动的螺旋在集群内的介质。我们进行了点对点的分析，发现无线电和X射线表面亮度与超线性斜率的$b_{\rm 1283~MHz} = 1.16^{+0.06}_{-0.07}$和$b_{\rm 145~MHz} = 1.15^{+0.09}_{-0.08}$之间存在紧密的单一相关性;这表明了星团内介质的热成分和非热成分之间存在很强的联系。相反，在光谱指数/X射线表面亮度平面中，我们发现晃动螺旋内部和外部的区域遵循不同的相关性。我们发现令人信服的证据，多个子组件在这个迷你晕的第一次。虽然湍流（再）加速和强子方案都能够解释MS 1455.0 $+$ 2232中观察到的…
2022-03-09 astro-ph.HE
Constraining the production of cosmic rays by pulsars
强子宇宙射线（CR）的可能来源之一是新生的强子。如果情况确实如此，它们应该具有由CR与星际气体相互作用产生的扩散伽马射线晕。在本文中，我们试图确定扩展的伽玛射线辐射周围的年轻恒星，利用7年的费米-LAT数据。为此，我们选择和分析了一组八个最有可能拥有可检测的伽马射线晕的恒星。我们发现扩展发射，可能被解释为伽马射线晕的情况下，PSR J 0007 +7303。它的光度与注入的宇宙射线$\sim 10^{50}$ erg的总能量一致，尽管对这个来源的其他解释是可能的。不管这个源的性质，我们把边界的伽玛射线晕的光度表明，银河系CRs的整体能量预算的贡献是次主导的GeV-TeV范围内。
2016-09-09 astro-ph.HE
Antiproton constraints on the GeV gamma-ray excess: a comprehensive analysis
银河系中心的费米-LAT数据中可能个别化了一个GeV的伽马射线过剩，并根据暗物质（DM）湮灭进行了解释，无论是在强子（基本上是$b\bar{b}$）还是轻子通道中。为了验证这个诱人的解释，我们解决了两个问题：（i）我们改进了DM的二次发射计算（逆康普顿和韧致辐射）与以前的工作，确认它是非常相关的，以确定在轻子通道的DM频谱，使任何结论的DM性质的信号关键取决于这一贡献;（ii）我们考虑反质子对DM强子通道的约束，发现传播模型的不确定性，特别是晕的高度，起着重要的作用。此外，我们讨论了太阳调制的作用，考虑到可能的电荷依赖的影响，其重要性估计利用详细的数值工具。我们得到的限制，严重限制DM的解释过剩的强子通道，银河系传播参数和太阳调制的标准假设。然而，如果采用更保守的选择，它们会大大放松。
2014-07-08 astro-ph.CO astro-ph.HE hep-ph
Evidence of sloshing-driven mini-halo formation in the cool-core cluster RXCJ1558.3-1410
School of Physical Sciences, Swami Ramanand Teerth Marathwada University（斯瓦米·拉马南德·特尔特马拉特瓦达大学物理科学学院）；National Centre for Radio Astrophysics (NCRA), Tata Institute of Fundamental Research (TIFR)（塔塔基础研究院国家射电天体物理学中心）；Department of Physics and Electronics, Maharashtra Udayagiri Mahavidyalaya（马哈拉施特拉乌达吉里学院物理电子系）；Manipal Centre for Natural Sciences, Manipal Academy of Higher Education（曼纳帕尔高等教育局自然科学中心）；Centre for Space Research, North-West University（西北大学空间研究中心）；National Institute for Theoretical and Computational Sciences (NITheCS)（国家理论与计算科学研究所）
研究通过多波段数据揭示了RXCJ1558.3-1410中由小合并引发的气体波动驱动的迷你暗物质晕形成，其核心发现包括新的空洞和冷前缘，支持了ICM波动而非AGN反馈主导无线电迷你暗物质晕的机制。
2026-01-13 astro-ph.CO astro-ph.GA astro-ph.HE
The ultra-steep diffuse radio emission observed in the cool-core cluster RX J1720.1+2638 with LOFAR at 54 MHz
星系团中心的弥散射电辐射在Mpc尺度的合并星系团中被观测到，称为巨射电晕，在较小尺度的具有冷核的松弛系统中被观测到，称为迷你晕。巨型射电晕和小型射电晕被认为是不同类型的源。然而，最近的观测表明，在没有表现出强烈动力学活动的星团中存在Mpc尺度的弥散射电辐射。RX J1720.1+2638是一个冷核星团，呈现出明亮的中央迷你晕和较暗的扩散，陡峭的光谱发射延伸到星团核心之外，类似于巨大的射电晕发射。在本文中，我们提出了新的观察LOFAR低波段的天线（LBA）在54 MHz。这些观测结果，结合更高频率的数据，使我们能够限制无线电发射的光谱特性。大尺度辐射呈现出超陡的$α_{54}^{144}\sim3.2$谱。星团核心内外的射电辐射有着严格不同的性质，因为光谱指数有净变化，它们遵循不同的射电X射线表面亮度相关性。我们认为，大规模的漫发射是由粒子的再加速后，一个小的合并。而对于中心的小晕，我们认为它可能是由相对论性核与致密冷核气体的强子相互作用产生的次级电子和正电子，作为再加速模型的替代。
2021-10-04 astro-ph.CO astro-ph.GA astro-ph.HE
Ultrahigh-Energy Gamma-Ray Sources Need Not Be Hadronic PeVatrons
University of Wisconsin, Madison（威斯康星大学麦迪逊分校）
本文挑战了超高能伽马射线源必须是PeV级质子加速器的观点，提出可通过简单电离模型解释，并以微quasar SS 433、银河系中心和TeV晕为例，证明其伽马射线发射无需高能宇宙射线加速。
2026-03-17 astro-ph.GA astro-ph.HE
Multi-wavelength Emission from the Fermi Bubble II. Secondary Electrons and the Hadronic Model of the Bubble
在强子模型的框架下，我们分析了费米泡（Fermi Bubbles，FBs）中γ射线通量的来源。在强子模型中，γ射线是由相对论质子与星系晕中背景等离子体质子碰撞产生的。在这个模型中，假设所观察到的来自FB的无线电发射是由于由$pp$碰撞产生的次级电子的同步辐射。然而，如果这些电子通过同步加速器和逆康普顿释放它们的能量，则次级电子的光谱太软，并且为了再现无线电数据，需要额外的初级电子的任意分量。因此，强子和轻子模型的混合物是所观察到的无线电流量所必需的。结果表明，如果初级电子能谱为$\propto E_e^{-2}$，则磁场强度的允许范围为2 - 7 $μ$ G。由$pp$碰撞产生的伽马射线的分数可以达到来自FB的总伽马射线通量的约80%。如果磁场为<2 $μ$ G or >7 $μ$ G，则模型无法重现数据。或者，如果在GC中存在强等离子体流出，则FB中的电子可能通过绝热能量损失而损失其能量。然后，纯强子模型能够再现的特点，无线电和伽玛射线通量的FB。然而，在这种情况下，FB中所需的磁场强度和CR源的功率远高于观测所遵循的那些。
2014-11-24 astro-ph.GA astro-ph.HE
Investigating the dark matter minispikes with the gamma-ray signal from the halo of M31
最近，在仙女座星系（M31）外晕的$Fermi$-LAT观测中发现了γ射线发射的证据。暗物质（DM）湮灭提供了一个可能的解释的伽马射线辐射。在这项工作中，我们专注于暗物质湮灭周围的中等质量黑洞（IMBHs）的质量范围从$100~\mathrm{M_\odot}$到$10^6~\mathrm{M_\odot}$的迷你尖峰。采用热湮没遗迹截面$\left\langle σv \right\rangle = 3 \times 10^{-26}~\mathrm {cm} ^{3}\;\mathrm {s} ^{-1}$，对M31球晕区IMBH的布居进行了研究。我们发现，在M31球晕中，可能存在65个以上质量为$ 100~ \mathrm{M_\odot}$的IMBH，它们周围的DM小尖峰是III族星的残余，而质量大于$10^4~ \mathrm{M_\odot}$的IMBH周围的DM小尖峰几乎不可能存在，它们可能是由原始冷气体坍缩形成的，无论是暗物质湮灭通道$b\bar{b}$还是$τ^{+}τ^{-}$ .通过对这两种IMBH形成的模拟，进一步探讨了暗物质的性质。
2021-08-20 astro-ph.GA astro-ph.HE
Conservative Constraints on Dark Matter from the Fermi-LAT Isotropic Diffuse Gamma-Ray Background Spectrum
我们研究了费米伽马射线空间望远镜上的大面积望远镜对各向同性漫射伽马射线背景的测量对弱相互作用大质量粒子（WIMP）候选暗物质湮灭成各种标准模型终态的终态辐射的约束。预期的各向同性扩散信号从暗物质湮灭有贡献的本地银河系（MW）以及河外暗物质。来自MW的信号对所采用的晕的暗物质轮廓非常不敏感，并且主导来自河外晕的信号，该信号对晕质量函数的低质量截止敏感。对于低晕质量的生存截止和银河系和河外组分的子结构增强因子，我们采用保守的模型，只考虑初级末态辐射。这提供了强大的约束，达到热生产横截面的低质量WIMP湮灭成强子模式。我们还重新分析限制HESS观测银河脊地区使用保守的模型的暗物质晕配置文件。当与HESS约束相结合时，各向同性扩散谱排除了基于暗物质湮灭为两个轻子末态的PAMELA正电子过剩的所有解释。通过新的中间态湮灭成四个轻子，虽然受到数据的限制，但并不排除。
2010-10-28 astro-ph.CO astro-ph.GA astro-ph.HE
Evidence of Fermi bubbles around M31
由于逃逸的星系宇宙射线与周围气体的相互作用，星系周围可能存在伽马射线晕。我们使用近7年的费米LAT数据，在300 MeV以上的能量下，在附近的巨大螺旋仙女座星系M31周围寻找这样的晕。在5.3 $σ$的置信水平上发现了一个弥散的γ射线晕，其总光子通量为$2.6\pm 0.6\times 10^{-9}$ cm $^{-2}$ ~s $^{-1}$，对应于$(3.2\pm 0.6)\times 10^{38}$ erg s $^{-1}$的光度（0.3-100 GeV）（距离为780 kpc）。晕的形式并不对应于M31的扩展的重子HI盘，正如在宇宙射线相互作用产生伽马光子的强子中所预期的那样，也不像暗物质湮灭那样是球对称的。最适合的晕模板对应于两个6-7.5 kpc的气泡，对称地垂直于M31星系盘，类似于银河系中心周围发现的“费米气泡”，这表明中央超大质量黑洞过去的活动或M31中的恒星形成爆发。
2016-03-23 astro-ph.GA astro-ph.HE
Cosmic-ray transport and gamma-ray emission in M31
我们研究的可能性，扩展的宇宙射线轻子和/或强子晕是在仙女座星系（M31）检测到的大规模伽马射线发射的起源。我们考虑一个广泛的合奏的非均匀扩散的情况下，宇宙射线注入源。我们发现，宇宙射线电子和质子可能是，而且很可能是，负责部分或全部的伽马射线发射从M31，包括从星系中心超过100千秒差距。我们还模拟了M31脉冲星可能的发射，并考虑了宇宙线加速点周围高度低效扩散区域的影响，正如最近切伦科夫望远镜的TeV晕观测所表明的那样。
2020-12-28 astro-ph.GA astro-ph.HE hep-ph
