GammaLib - A new framework for the analysis of Astronomical Gamma-Ray Data
随着新一代望远镜（INTEGRAL，Fermi，H.E.S.S.，MAGIC、VERITAS、MILAGRO）以及CTA或HAWC等计划中的天文台的前景，伽马射线天文学正在成为现代天体物理学研究的一个组成部分。分析伽马射线数据仍然是一个重大挑战，今天依赖于为每种仪器专门开发的各种工具和软件框架。为了促进和统一伽马射线数据的分析，我们目前正在开发一个创新的数据分析工具箱，称为GammaLib，它可以以独立于仪器的方式进行伽马射线数据分析。我们将介绍GammaLib背后的基本思想，并描述其架构和用法。
2011-10-28 astro-ph.HE astro-ph.IM
Neutrino Observations of LHAASO Sources: Present Constraints and Future Prospects
大型高空空气簇射天文台（LHAASO）观测到了十几个100 TeV以上的γ射线源，它们可能是PeVatron的强候选者。中微子观测对于诊断伽马射线辐射过程是强子还是轻子至关重要。我们使用贝叶斯方法分析了十年（2008-2018年）的IceCube数据，从而限制了LHAASO源的强子伽马射线发射。目前的中微子数据表明，蟹状星云的强子γ射线通量低于90%C. L.的观测γ射线通量。并且贡献小于86%，这不利于几十TeV以下的伽马射线的强子起源。对于其他LHAASO源，目前的中微子观测不能对γ射线辐射过程施加有用的约束。我们考虑了源扩展的不确定性：强子伽马射线通量的上限倾向于随着扩展而增加;以及一些源，即，LHAASO J2032+4102、LHAASO J1929+1745和LHAASO J1908+0621在延伸<0.6度时显示出相对高的中微子信号统计显著性。最后，我们估计了未来的中微子望远镜的LHAASO源的观测结果。如果LHAASO观测到的PeV伽马射线是强子起源的，蟹状星云可能在3-sigma C.L.的100 TeV以上被探测到。在20年内由一个有效面积是冰立方30倍的中微子探测器。
2022-05-12 astro-ph.HE
Prospects of detecting gamma-ray signal of dark matter interaction with the MACE telescope
本研究针对印度MACE望远镜，通过模拟WIMPs暗物质自湮灭的伽马射线能谱并结合仪器响应，评估了其观测Segue1时探测暗物质相互作用信号、约束<σv>上限的可行性。
2023-08-23 astro-ph.HE
Prospective Study on Observations of γ-Ray Sources in the Galaxy Using the HADAR Experiment
高空天文辐射探测（HADAR）实验是一个基于大气切伦科夫成像技术的折射式地面望远镜阵列。它通过一个大口径水透镜系统聚焦大范围空气簇射发射的切伦科夫光，用于观测甚高能量射线和宇宙射线。HADAR实验具有大视场、低能量阈值等优点，可在大尺度天空扫描模式下观测银河系源。本文介绍了利用HADAR实验对TeVCat的TeV γ射线源进行巡天观测的前景，并提供了一个具有统计意义的为期一年的观测结果。模拟结果表明，在HADAR视场中共探测到23个银河系点源，其中包括5个超新星遗迹源和超气泡源，4个脉冲星风星云源和14个未知源，其显著性大于5个标准差（σ）。蟹状星云在一年的运行期间的统计显著性达到346.0 σ，HADAR在1 TeV以上的一年积分灵敏度为蟹状星云通量的1.3%-2.4%。
2022-09-23 astro-ph.HE astro-ph.IM
Gamma Ray Signals from Dark Matter: Concepts, Status and Prospects
弱相互作用大质量粒子（WIMP）仍然是宇宙学暗物质（DM）的主要候选者，即使在没有当前对撞机信号的情况下，也会明确地指向TeV尺度以下的新物理。这些粒子在天文目标中的自我湮灭可能会在各种宇宙射线中留下可观测到的印记。在这篇评论中，我们专注于伽马射线，我们认为在各种可能的信使中发挥了明显的作用。我们讨论了最有前途的光谱和空间签名寻找，给出了一个更新的伽马射线搜索DM的当前状态和展望未来的前景。我们还评估了一些细节的影响，一个潜在的信号识别粒子DM模型，以及我们的理解结构的形成。特别强调的是把一个130 GeV的线状信号，最近确定的费米伽马射线空间望远镜的数据的可能的证据。
2012-12-13 astro-ph.CO astro-ph.HE hep-ph
Prospects for Detecting Gamma-Ray Bursts at Very High Energies with the Cherenkov Telescope Array
我们讨论了探测伽马射线暴（GRB）的切伦科夫望远镜阵列（CTA），下一代，地面设施的成像大气切伦科夫望远镜（IACTs）操作几十个GeV以上的前景。凭借其快速回转能力，与当前IACT相比较低的能量阈值，以及与卫星仪器相比大得多的有效面积，CTA可以测量在多GeV能量下具有出色光子统计的伽马射线暴的光谱和可变性。采用一个模型的伽玛暴人口的属性是大致一致的观测伽马射线暴监视器（GBM）和大面积望远镜（LAT）的费米，我们模拟的后续观测的伽玛暴与大尺寸望远镜（LST），CTA的组件具有最快的转换速度和最佳的灵敏度在能量低于几百GeV。对于我们的基准假设，我们预计，LST可以检测到约0.1伽玛暴每年在提示阶段和约0.5每年在余辉阶段，考虑只有一个阵列站点和GBM和天基多波段天文可变对象监视器（SVOM）作为警报仪器。的检测率可以提高约5和6的因素，分别为即时发射和余辉，假设两个阵列网站具有相同的灵敏度和GBM定位误差可以减少到小于1度。的预期分布的红移和光子计数，显示尽管适度的事件率，数百或更多的多GeV的光子可以预期从一个单一的爆发，一旦他们被检测到。我们还研究了如何检测率取决于固有的伽玛暴属性和延迟时间之间的爆发触发和后续观察。
2012-06-12 astro-ph.HE
Classification of Unidentified Extended LHAASO Sources based on their Gamma-Ray Morphology: Prospects for Future IACTs
针对LHAASO未识别扩展源，基于伽马射线形态学，利用CTAO和ASTRI Mini-Array模拟观测进行分类，以识别PeVatron候选体性质，提升宇宙射线加速器理解。
2025-09-24 astro-ph.HE
The Nucleosynthetic Yields of Core-Collapse Supernovae, prospects for the Next Generation of Gamma-Ray Astronomy
虽然中微子驱动的对流模型的核心坍缩爆炸机制得到了强有力的支持，在最近几年的爆炸参数仍然有很多不确定性-如爆炸能量，残余质量，和生命终结的恒星丰度作为初始条件。使用一组广泛的球对称的核心崩溃模拟，我们研究这些关键参数对爆炸核合成和最终爆炸产量的影响。通过核合成网格（NuGrid）核网络对ZAMS 15、20和25太阳质量祖先的反弹后温度和密度演化进行后处理，以获得详细的爆炸产额。特别是，这项研究的重点是对下一代伽马射线天文观测特别感兴趣的放射性同位素：43 K，47 Ca，44 Sc，47 Sc，48 V，48 Cr，51 Cr，52 Mn，59 Fe，56 Co，57 Co，57 Ni。这些核素可能是通过探测爆炸发动机参数来加深我们对核心坍缩超新星内部运作的理解的关键。我们发现，作为爆炸能量强指标的同位素是43 K，47 Ca，44 Sc，47 Sc和59 Fe，那些依赖于祖先结构的是48 V，51 Cr和57 Co，而那些既不探测也不探测的是48 Cr，52 Mn，57 Ni和56 Co。我们讨论了在超新星遗迹中观测这些放射性核素的前景。
2019-12-22 astro-ph.HE astro-ph.SR
Fast variability from X-ray binaries
吸积黑洞和中子星的X射线发射具有亚秒级的强变率，具有非常复杂和广泛的现象学。从高频准周期振荡到快速变化的X射线爆发振荡，再到毫秒级脉动，这些都是沉浸在强噪声中的微弱信号，对它们的研究正在将仪器的能力推向极限。快时变研究的科学意义既有天文意义（吸积流的性质、源的性质和演化），也有物理意义（广义相对论的影响、简并物质的状态方程）。我首先回顾了主要的观测性质，然后讨论了未来的前景和观测需求。
2010-07-30 astro-ph.HE
Prospects for the Detection of High-Redshift Gamma-Ray Bursts in the Era of EP and SVOM
本文通过种群合成模型评估EP/WXT与SVOM/ECLAIRs对高红移伽马射线暴的探测能力，预计EP每年可探测约5.1个z>6事件，并有望利用扩大样本探索早期宇宙及喷流结构。
2025-07-18 astro-ph.HE
Prospective sensitivity of CTAO on detection of evaporating primordial black holes
本文评估了CTAO探测当前时代蒸发原初黑洞伽马射线爆发的灵敏度，结果表明5年观测可将局域爆发率密度上限提升至约36 pc⁻³ yr⁻¹，比LHAASO提高一个数量级，并提出了优化观测策略。
2025-09-01 astro-ph.CO astro-ph.HE gr-qc
Search for Cosmic-Ray Antiparticles with Balloon-borne Experiments
本文讨论了利用PEBS探测器测量反粒子通量的前景。该项目预计将在地球的一个极点进行长时间的气球飞行，高度为40公里。提出了飞行在两极的天空覆盖范围。此外，在两极（小刚性截止）的宇宙射线测量给出了研究太阳调制效应的可能性下降到约0.1 GeV的能量。此外，大气中宇宙射线相互作用产生的系统效应也很重要。这些影响进行了研究与行星宇宙学模拟软件的基础上GEANT 4的能量范围为0.1 - 1000 GeV。
2009-09-15 astro-ph.EP 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
Prospects for detection rate of very-high-energy γ-ray emissions from short γ-ray bursts with the HADAR experiment
本研究基于 HADAR 实验评估了短伽马射线暴甚高能 γ 射线辐射的年探测率，利用伪样本计算表明在特定谱截断条件下每年可探测 0.5 个 SGRB，并验证了洛伦兹不变性破坏效应下的光变曲线能量依赖性。
2023-04-03 astro-ph.HE
Prospects for Joint Detection of Gravitational Waves with Counterpart Gamma-Ray Bursts Detected by the HADAR Experiment
本文模拟HADAR与第二代及第三代引力波探测器网络联合探测BNS并合及其VHE SGRB对应体，评估效率、触发条件与年联合探测率。
2024-01-21 astro-ph.HE
Prospects On Testing Lorentz Invariance Violation With The Cherenkov Telescope Array
洛伦兹不变性的假设是现代物理学的基本原理之一，违反这一假设将对我们对宇宙的理解产生深远的影响。这种违反的潜在特征可以从引入光变曲线的能量依赖色散到改变宇宙预期不透明度的光子-光子对产生阈值的变化。天文学上的甚高能量光子源可以作为测试光束来探测基本物理现象，然而，这种影响可能很小，需要从固有的源物理过程中解脱出来。切伦科夫望远镜阵列（CTA）将是下一代VHE光子的地面观测站。与目前的设施相比，它将具有改进的通量灵敏度、较低的能量阈值（几十GeV）、更宽的能量覆盖范围（近50年）和改进的能量分辨率（在大部分能量范围内优于10%），此外还具有针对短时间尺度和快速变化现象的出色的时间分辨率。该设施的预期灵敏度导致我们在这方面的贡献，我们可以期望获得的VHE观测活动星系核（AGN），伽马射线暴（GRB）和CTA的恒星洛伦兹不变性破坏（LIV）的限制。通过统计样本和各种来源，CTA有可能设置独立于模型的限值。
2015-08-26 astro-ph.HE gr-qc
The Large High Altitude Air Shower Observatory (LHAASO) Science Book (2021 Edition)
自2019年大型高海拔空气簇射天文台（LHAASO）的科学白皮书在arXiv上发表以来，LHAASO已经完成了从项目到业务伽马射线天文台的过渡LHAASO是位于中国四川省稻城市的新一代多组件设施，海拔4410米。其目的是以前所未有的灵敏度测量能量范围在10 $^{12}$至10 $^{18}$~eV之间的宇宙射线的光谱、成分和各向异性，同时作为一个大光圈（一个立体辐射）连续工作的伽马射线望远镜，能量范围在10 $^{11}$和$10^{15}$~eV之间，设计灵敏度为克拉布单位的1.3%超过100 TeV。LHAASO能够同时测量不同的簇射成分（电子，μ子和切伦科夫/荧光），这将使其能够通过测量能谱，元素组成和各向异性来研究CR的起源，加速和传播。LHAASO的显著灵敏度将在CR物理学和伽马射线天文学中发挥关键作用，以便对高能宇宙进行普遍和全面的探索，并将允许对基础物理学（如间接暗物质搜索，洛伦兹不变性破坏，量子引力）以及太阳和日光层物理学进行重要研究。LHAASO协作组组织了编辑工作组，完成了本科学书的全部编辑工作，对LHAASO实验的仪器特点和科学研究前景进行了总结。
2022-02-18 astro-ph.GA astro-ph.HE astro-ph.IM
Observation of the Crab Nebula with the Single-Mirror Small-Size Telescope stereoscopic system at low altitude
本文报道了SST-1M立体系统在低海拔对蟹状星云的首次观测，通过蒙特卡洛模拟验证了其在多TeV能区的性能，包括能量阈值、分辨率及系统不确定性。
2025-07-11 astro-ph.HE astro-ph.IM
NinjaSat: Astronomical X-ray CubeSat Observatory
本研究介绍了X射线立方星NinjaSat的设计参数、研制发射进程及初期观测成果，验证了立方星开展X射线天文观测的可行性，为时域天文学提供了新的观测手段。
2024-12-04 astro-ph.HE astro-ph.IM
On understanding the figures of merit for detection and measurement of x-ray polarization
在中断了35年之后，实现X射线偏振测量的前景在近年来似乎有所增长。不幸的是，这种长期的中断带来了一些混乱的统计不确定性与偏振测量的天文来源。这种混淆的核心源于对标准品质因数的误解（或潜在的误解）--最小可检测偏振（MDP）--这是我们中的一个人多年前提出的。我们回顾了相关的统计数据，并量化了MDP和实际偏振测量的不确定性之间的差异。我们讨论了对未来任务的影响。
2010-06-23 astro-ph.HE astro-ph.IM
The Deep and Transient Universe in the SVOM Era: New Challenges and Opportunities - Scientific prospects of the SVOM mission
为了利用伽马射线暴（GRB）的天体物理潜力，中国和法国的天体物理学家参与了天基多波段天文可变物体监测器（SVOM）任务。空间和地面观测之间的协同作用导致了伽马射线暴研究的重大进展，SVOM任务实现了空间和地面仪器。这次飞行任务的科学目标特别强调两类伽马射线暴：z $>$ 5处的非常遥远的伽马射线暴，它们构成特殊的宇宙学探测器;以及微弱/柔和的临近伽马射线暴，它们允许探测祖先的性质和爆炸中的物理作用。这些目标对飞行任务的设计有重大影响：机载硬X射线成像仪的灵敏度低至4 keV，并在线计算图像和速率触发，地面上的后续望远镜对近红外敏感。在下一个十年的开始，SVOM将是伽玛暴位置和光谱参数在非常短的时间尺度上的主要提供者。SVOM仪器将与各种强大的天文设备同时运行。这种罕见的仪器结合，再加上与伽玛射线暴研究有关的科学主题的相关性，保证了SVOM的显着科学回报。此外，SVOM仪器主要是为伽马射线暴研究设计的，它构成了一个独特的多波长观测台，具有快速转换能力，将为整个天文学界找到与伽马射线暴相关的特定目标之外的多种应用。本报告列出了将从SVOM观测中受益的科学主题，无论是特定的GRB主题，还是更广泛地说，可以利用SVOM多波长功能的所有问题。
2016-10-21 astro-ph.HE astro-ph.IM
Prospects for the detection of gamma rays using Cherenkov telescopes enhanced by a ground array observatory
FZU - Institute of Physics of the Czech Academy of Sciences（捷克科学院物理研究所）；Pidstryhach Institute for Applied Problems of Mechanics and Mathematics, National Academy of Sciences of Ukraine（乌克兰国家科学院皮德斯特雷哈赫应用力学与数学问题研究所）；Nicolaus Copernicus Astronomical Center, Polish Academy of Sciences（波兰科学院尼古拉·哥白尼天文中心）；Institute of Nuclear Physics, Polish Academy of Sciences（波兰科学院核物理研究所）；Astronomical Observatory, University of Warsaw（华沙大学天文台）；Astronomical Institute of the Czech Academy of Sciences（捷克科学院天文研究所）；ETH Zurich, Institute for Particle Physics and Astrophysics（苏黎世联邦理工学院粒子物理与天体物理研究所）；Institute of Particle and Nuclear Physics, Faculty of Mathematics and Physics, Charles University（查理大学数学与物理学院粒子与核物理研究所）；Astronomical Observatory, Jagiellonian University（雅盖隆大学天文台）
通过模拟数据研究，将单镜小尺寸成像大气切伦科夫望远镜（SST-1M）置于高海拔水切伦科夫探测器（WCD）阵列中，利用混合系统提升伽马/强子分离能力，使10 TeV以上灵敏度提高约60%（单镜）和30%（立体观测）。
2026-06-23 astro-ph.HE astro-ph.IM
γ-Ray and ultra-high energy neutrino background suppression due to solar radiation
本文提出利用太阳辐射对γ射线和超高能中微子通量的衰减引起的宇宙线背景各向异性，作为电弱相互作用的探针，并计算了TeVγ射线在地球和太阳处的衰减幅度及观测前景。
2024-07-19 astro-ph.HE astro-ph.SR hep-ph
Measurement of the vertical atmospheric density profile from the X-ray Earth occultation of the Crab Nebula with Insight-HXMT
本研究利用Insight-HXMT的低能望远镜观测数据，通过蟹状星云X射线地球掩食，结合贝叶斯分析与MCMC算法反演大气垂直密度剖面，验证了X射线天文卫星用于高层大气探测的可行性。
2022-04-21 astro-ph.EP astro-ph.HE astro-ph.IM
Scientific prospects for a mini-array of ASTRI telescopes: a gamma-ray TeV data challenge
应科院是一个旨在实现伽玛射线成像切伦科夫望远镜的项目，该望远镜在TeV波段观测天空。最近，应科院的小型望远镜阵列的发展得到了国家天文学研究所的资助。应科院综合数据挑战（ACDC）项目旨在优化应科院MA的科学开发和分析技术，通过对试验性科学计划进行完整的端到端模拟，从生成合适的仪器响应函数到模拟数据的建议，选择，分析和解释。我们假设“千年评估”将包括9台应科院望远镜，它们排列成（几乎）正方形（望远镜之间的平均距离约为250米）。我们模拟了三年的观测，采用了一个现实的指向计划，考虑到每个领域，在帕拉纳尔（智利）和观测时隙在黑暗的天空条件下假设的网站的能见度限制。我们模拟了19个银河系和河外场的观测结果，这些场是为了它们的科学兴趣而选择的，包括几类物体（如脉冲星风星云、超新星遗迹、伽马射线双星等），总共有81个点状和扩展源。我们在此概述ACDC项目，并提供应科院MA模拟三年运作所需的不同软件包的详细信息。我们讨论了系统的分析结果应用于整个模拟数据，利用原型科学工具广泛采用的TeV天文学界。此外，还特别强调用作基准的一些目标。
2020-03-24 astro-ph.GA astro-ph.HE astro-ph.IM
Detecting Population III Gamma-Ray Bursts with Einstein Probe and Space-Based Multi-band Astronomical Variable Objects Monitor
该研究利用爱因斯坦探针和空间多波段天文变星监视器探测高红移的 Population III 短伽马射线暴，通过模拟和观测数据评估其探测可能性及贡献比例。
2025-12-04 astro-ph.CO astro-ph.HE
Lorentz invariance violation with gamma rays
洛伦兹不变性假设是现代物理学的基本原理之一，违反该假设将对我们对宇宙的理解产生深远的影响。例如，某些试图建立量子引力统一理论的理论预测，真空可能存在有效折射率;对光子引入能量相关色散可能反过来导致可观察到的洛伦兹不变性破坏特征。虽然在局部尺度上的影响非常小，但这种影响将是累积的，因此对于行进距离非常长的非常高能量的粒子，到达时间的差异可能变得足够大以被检测到。这次会议将着眼于测试这种洛伦兹不变性违反（LIV）签名的伽马射线发射物体的天文光变曲线，特别注意LIV测试的前景，下一代天文台，切伦科夫望远镜阵列。
2015-01-05 astro-ph.HE gr-qc hep-ex
Fast Radio Burst Trains from Magnetar Oscillations
在磁星巨耀斑尾部出现的准周期振荡最初被解释为中子星（NS）地壳的扭转振荡，最近被描述为全球核+地壳扰动。类似的频率也存在于高信噪比的磁星短爆发中。在磁星中，磁场的扰动强烈耦合到NS地壳，而不管短脉冲的触发机制如何。对于与磁星短暴相关的快速射电暴（FRB）的低空磁星模型，如低扭曲模型，地壳振荡可能与环绕短暴事件中的额外射电暴相关（如最近对SGR 1935+2154的建议）。由于大的河外体积探测宽场无线电瞬变设施，这提供了研究NS地壳利用样本远多于银河系的高能磁星爆发的统计数据的子突发结构或集群列车的FRB的前景。我们探讨了区分NS状态方程模型与越来越大的未来FRB观测集的前景。较低的$l$数本征模（对应于$\sim5-50$ ms的FRB时间间隔）可能比高$l$模更不容易受到与NS地壳物理、磁场和阻尼相关的系统效应的混淆。它们可能在实用性方面更有前途，也可能证实FRB来自成熟磁星的模型。未来对这些信号的观测特征也可以确定它们是否可以作为宇宙学的“标准振荡器”来限制红移，或者当可靠的红移可用时，可以用来限制FRB产生的磁星的质量。
2020-10-28 astro-ph.CO astro-ph.HE astro-ph.SR
