Revisiting the propagation of highly-energetic gamma rays in the Galaxy
该研究通过模拟发射100GeV至100PeV伽马射线的银河源，探究传播效应对观测的影响，发现能谱吸收特征和方向偏转现象，其影响与源位置及辐射模型相关，可提升伽马射线探测和暗物质搜索的稳健性。
2025-04-17 astro-ph.HE
Gamma rays: propagation and detection
伽马射线构成了研究极端宇宙的一个特殊观点。不像带电的宇宙射线，它们被认为有一个共同的起源，伽马射线不会被银河系和星系间的磁场偏转。这提供了一个机会，揭开最强大的粒子加速器，仍然在很大程度上是未知的，一旦修改的伽马射线通量，到达时间，和角分布由于传播效应被认为是。伽马射线望远镜包括各种各样的仪器，既有卫星上的，也有地面上的，它们覆盖了广泛的能量范围。这些课堂讲稿提供了伽玛射线天文学探测技术的概述。还详细描述了伽马射线在银河系和河外的传播效应。
2023-02-10 astro-ph.HE astro-ph.IM
Turbulence induced additional deceleration in relativistic shock wave propagation: implications for gamma-ray burst
伽马射线暴的晚期余辉被认为是由于伽马射线暴喷出物在星际介质中传播时驱动的前向冲击波逐渐减速所致。研究了星际湍流对激波传播的动力学影响。结果表明，激波减速比以前假设的更快，没有湍流。作为观测结果，在前向激波的光变曲线中将出现较早的喷流中断。从喷流破裂推断的伽马射线暴的喷流修正能量释放的散射，可能部分是由于湍流/冲击波相互作用的物理不确定性。这种不确定性也存在于著名的伽马射线暴瞬发内激波模型中的两壳层碰撞中。已知伽马射线暴光度关系的大散射体可能是固有的，因此伽马射线暴不是一个好的标准烛光。我们还讨论了其他影响。
2012-06-25 astro-ph.HE
Diffuse Gamma Rays in 3D Galactic Cosmic-ray Propagation Models
银河系宇宙射线传播问题数值解的Picard代码允许高分辨率模型，承认我们银河系的3D结构。Picard被用来确定银河系在100 MeV到100 TeV能量范围内的弥散伽马射线发射。我们讨论的宇宙射线源分布与银河系的螺旋臂的一系列这样的螺旋臂模型的影响。正如预期的那样，对伽马射线发射的影响在逆康普顿通道中最为明显，在那里可以看到螺旋臂的印记，并产生不再与银河旋转轴对称的预测。我们将说明这些差异的直接比较，从以前的轴对称银河系传播模型的结果：我们发现在全球尺度上的伽马射线通量的差异，并在当地尺度上的旋臂切线。我们比较伽马射线通量和光谱在臂与离臂投影和表征的差异轴对称模型。
2017-01-25 astro-ph.HE
The Intrinsic Gamma-Ray Spectrum of TXS 0506+056: Intergalactic Propagation Effects
最近对来自2017年耀变体TXS~0506+056耀斑的高能中微子的观测，以及整个电磁波谱的对应物，为研究这类物体以及穿越介质的性质开辟了新的可能性。传播效应，例如河外背景光对甚高能量伽马射线成分的衰减是众所周知的，在拟合物体的光谱能量分布时通常会考虑到这一点。然而，诸如星系际磁场等其他效应常常被忽略。在这项工作中，我们提出了一个全面的研究这些领域和河外背景光的影响，确定本征伽玛射线光谱的耀变体。
2020-12-10 astro-ph.HE
$γ$-Cascade V4: A Semi-Analytical Code for Modeling Cosmological Gamma-Ray Propagation
本文发布公开半解析数值软件 $γ$-Cascade V4，用于模拟高能伽马射线在宇宙中的电磁级联、红移及 EBL 相互作用，并验证其与 Monte Carlo 输运模型一致。
2025-05-15 astro-ph.CO astro-ph.GA astro-ph.HE
Cosmic-ray propagation features in gamma-ray measurements
本文总结了如何结合3D建模、传播软件CRPropa与伽马射线测量，来约束太阳、银河系及活动星系等不同天体物理环境中的宇宙射线传播。
2025-03-31 astro-ph.HE astro-ph.SR
Application of Artificial Neural Network to Search for Gravitational-Wave Signals Associated with Short Gamma-Ray Bursts
我们应用机器学习算法，人工神经网络，寻找与短伽马射线暴相关的引力波信号。由来自相干搜索流水线的统计量和物理量对应的数据组成的多维样本被馈送到人工神经网络中，以区分模拟的引力波信号与背景噪声伪影。我们的结果表明，在一个固定的虚警概率的数据分类效率提高了人工神经网络相比，传统的检测统计。因此，该算法增加了与伽马射线暴重合的引力波信号的观测距离。为了证明性能，我们还使用训练好的网络评估了几秒钟的引力波数据段，并获得了虚警概率。我们认为，人工神经网络可以作为一个补充的方法，以传统的检测统计识别引力波信号的短伽马射线暴。
2015-03-03 astro-ph.HE astro-ph.IM gr-qc
Pair-beam propagation in a magnetised plasma for modelling the polarized radiation emission from gamma-ray bursts in laboratory astrophysics experiments
本文研究了相对论性电子-正电子束在磁化电子-离子等离子体中的传输，着重研究了这种情况下产生的辐射的偏振。特别强调的是放在调查的极化所产生的辐射的范围内的束等离子体参数，横向和纵向的光束尺寸，和外部磁场。我们的研究结果不仅有助于理解在伽马射线暴中观察到的高度圆偏振，而且还有助于区分实验室天体物理实验中与成对光束的平行动力学相关的不同模式。
2020-06-08 astro-ph.HE physics.plasm-ph
Evidence for a New Light Boson from Cosmological Gamma-Ray Propagation?
最近，成像大气切伦科夫望远镜（IACTs）H.E.S.S.发现了宇宙对伽马射线的巨大透明度。和魔法我们表明，观测可以调和与标准耀变体发射模型提供光子振荡成一个非常轻的类轴子粒子发生在河外磁场。这种效应的定量估计成功地应用于blazar 3C 279。我们的预测可以用卫星上的费米/LAT探测器以及地面上的IACTs H.E.S.S.进行测试，MAGIC、CANGAROO III、VERITAS和广泛的空气簇射阵列ARGO-YBJ和MILAGRO。我们的结果也提供了一个重要的观测测试模型的暗能量，其中quintessence耦合到光子通过一个有效的五维算子。
2009-02-05 astro-ph.CO astro-ph.HE hep-ph
Label Propagation for Identifying Gamma-Ray Burst Progenitors from Prompt Emission
Louisiana State University（路易斯安那州立大学）；Istituto Nazionale di Fisica Nucleare, Sezione di Torino（意大利国家核物理研究所都灵分部）；Università degli Studi di Torino（都灵大学）
本文研究了一种半监督机器学习算法，通过标签传播对2512个伽马射线暴进行分类，评估其基于已知前体事件的概率分类能力，未来将改进算法和数据集。
2026-04-28 astro-ph.HE
Diffuse Galactic Gamma Rays at Intermediate and High Latitudes, Constraints on ISM Properties
利用费米合作组最近公布的中高纬度（|b| > 10）、能量为1-100 GeV的银河系弥散γ射线的光谱数据，对银河系γ射线发射率进行了新的研究。我们专注于分析宇宙射线（CR）的传播特性，使用公开可用的DRAGON代码。我们严格解决一些模型的星际HI和H2气体分布在文献中常用的，以及测试各种传播模型。每个模型假设一个独特的全球配置文件的扩散和再加速的CR。拟合传播参数，以及测量的本地CR，如B/C比，质子，反质子和电子，正电子通量，我们评估的伽马射线谱在中高纬度地区，以进一步限制这些传播模型。
2011-10-26 astro-ph.HE
Probing Cosmic-ray Propagation with TeV Gamma Rays from the Sun Using the HAWC Observatory
内太阳系的宇宙射线受到地磁场和行星际磁场的偏转，同时与太阳的光球层相互作用，产生伽马射线。这种现象可以通过观测来自太阳方向的宇宙射线通量中的缺陷（“阴影”）和在各向同性背景之上寻找多余的光子信号来研究。自2014年底以来，墨西哥的高海拔水切伦科夫（HAWC）天文台一直在收集TeV能量的太阳盘数据。我们提出了我们的第一个努力，估计从太阳的TeV伽马射线的光度，可用于限制生产机制，包括天体物理过程和超越标准模型的预测。
2017-08-11 astro-ph.HE
Simulation of diffusive particle propagation and related TeV gamma-ray emission at the Galactic Center
用高能立体观测系统（H.E.S.S.）对银河系中心（GC）区域进行甚高能（VHE，>100 GeV）伽马射线观测，导致在2006年探测到扩散伽马射线辐射的扩展区域。到目前为止，这种发射的确切来源仍然不清楚，虽然中央分子区（CMZ）的分子材料的密度分布和观测到的伽马射线过剩点的形态之间的紧密空间相关性朝向强子产生场景。在这篇文章中，我们提出了一个数值研究的高能宇宙射线（CR）的传播通过一个动荡的环境，如GC区域。在我们的分析中，我们推导出一个依赖于能量的扩散系数的参数化，我们使用我们的模拟在GC的扩散伽马射线发射。假设强子CRs已被释放的一个单一的脉冲事件在我们的银河系的中心，我们探讨的问题是否扩散强子与周围物质的相互作用过程可以解释所观察到的扩散伽玛射线过剩。我们的结果不赞成这种情况下，我们的分析表明，扩散过程是，在时间尺度上相比，在GC区域的典型质子寿命，太慢，无法解释所观察到的发射的扩展。
2016-07-14 astro-ph.HE
Propagation of quantum particles in Brans-Dicke spacetime. The case of Gamma Ray Bursts
分析了玻色子粒子在Brans-Dicke引力理论所描述的引力场中的传播。我们导出了标量粒子的波函数，以及考虑变化的引力耦合作用的量子粒子所经历的有效势。此外，我们还计算了在裸奇点附近发现标量粒子的概率。在这种情况下辐射出的极高能量可以解释在伽马射线暴中观测到的巨大发射功率。
2015-01-22 astro-ph.HE gr-qc hep-th
Supernova remnants in clumpy media: particle propagation and gamma-ray emission
从射电到伽玛射线波长的观测表明，超新星遗迹（SNR）激波是有效粒子加速的场所。有人提出，在超新星爆炸的环境中，密集的团块的存在可能对强子伽马射线谱的形成产生强烈的影响。在这里，我们提出了一个详细的数值研究的相对论质子的渗透成团被吞没的SNR冲击，考虑到背景等离子体的磁流体动力学性质。我们发现，在团块内的质子的光谱是更难比在扩散的团块间介质，我们讨论的影响形成的强子伽马射线的光谱，它不再反映质子的加速度谱，导致大幅修改内的团块由于传播效应。对于银河系SNR RX J1713.7-3946，我们表明，强子的情况下，包括密集的团块内的残余壳层是能够再现宽带伽马射线谱从GeV到TeV的能量。此外，我们认为，小团块通过冲击波可以提供一个自然的解释，在RX J1713.7-3946的一些热点观察到的非热X射线的变化。最后，我们讨论了即将到来的切伦科夫望远镜阵列和可能通过分子线检测的团块本身的γ射线发射的可探测性。
2019-05-21 astro-ph.HE
The impact of gamma-ray propagation effects on indirect dark matter searches
Universidad Autónoma de Madrid（马德里自治大学）；Centro de Investigaciones Energéticas, Medioambientales y Tecnológicas (CIEMAT)（能源、环境和技术中心）；Instituto de Física Teórica, IFT UAM-CSIC（理论物理研究所）；Institut d’Astrophysique de Paris, Sorbonne Université（巴黎天体物理学研究所，索邦大学）；Laboratoire de Physique Nucléaire et des Hautes Énergies, Sorbonne Université（核物理与高能实验室，索邦大学）
研究伽马射线传播效应如何影响暗物质探测，特别是WIMP湮灭产生的伽马射线在传播中与介质的相互作用，揭示其对观测伽马射线通量的显著影响。
2026-10-16 astro-ph.HE hep-ph
Characterizing Cosmic-Ray Propagation in Massive Star-Forming Regions: The Case of 30 Doradus and the Large Magellanic Cloud
利用红外、射电和γ射线观测资料，采用基于星系内射电-远红外关联的唯象模型，研究了大麦云（LMC）中剑鱼座30星（30\，Dor）恒星形成区宇宙线（CR）电子和原子核的传播特性.利用相关分析，我们从射电和红外数据出发，导出了30 Dor中\sim 3 GeV CR电子的平均传输长度为\sim 100-140 pc。假设观测到的朝向30 Dor的伽马射线发射与恒星形成区有关，并将相同的方法应用于红外和伽马射线数据，我们估计CR核的\sim 20 GeV传播长度为200-320 pc。这大约是\sim 3 GeV CR电子的两倍大，对应于\sim 4倍高的空间扩散系数，缩放为（R/GV）^δ，δ \approx 0.7-0.8，取决于相关性分析中使用的拖尾核。该值与通过扩展相关分析以包括由3-10 GeV伽马射线数据追踪的\sim 70 GeV CR核所发现的结果一致（δ \approx 0.66+/-0.23）。利用30 Dor恒星星族的平均年龄和我们的相关分析结果，我们估算出扩散系数D_{R} \approx 0.9-1.0 \times 10 ^27（R/GV）^{0.7} cm ^2 s^-1。我们比较的CR电子传播长度和表面亮度的30 Dor和大麦哲伦星系作为一个整体与整个盘星系的值。我们发现，减少平均CR传播距离的趋势，增加磁盘平均恒星形成活动的大麦哲伦星云，并延伸到单个恒星…
2012-03-07 astro-ph.CO astro-ph.HE
Impact of uncertainties on the cosmic optical and infrared backgrounds on the propagation of astroparticles
Ruhr-Universität Bochum（波鸿鲁尔大学）；Université Paris Cité（巴黎西岱大学）；Bergische Universität Wuppertal（伍珀塔尔山岳大学）；Université Paris-Saclay（巴黎萨克雷大学）；Institut Universitaire de France (IUF)（法国高等研究院）
本文研究宇宙光学和红外背景不确定性对甚高能伽马射线及超高能宇宙射线传播的影响，发现当前背景光知识已非低红移宇宙天体粒子现象学的主要不确定性来源，为下一代测量提供稳健推断。
2026-09-15 astro-ph.CO astro-ph.HE
Gamma-ray burst jet propagation, development of angular structure, and the luminosity function
伽马射线暴喷流的命运和可观测的特性，关键取决于它们与围绕中央引擎的原始物质的相互作用。我们提出了一个半分析模型，这种相互作用，它建立在以前的几个分析和数值工作，旨在预测角分布的射流和茧的能量和洛伦兹因子突破后，给定的环境材料和发射时的射流的属性。使用这个模型，我们构建合成人口的结构射流，假设一个恒星（长伽马射线暴-LGRB）或一个二元中子星合并（短伽马射线暴-SGRB）作为祖先。我们假设所有的祖先都是相同的，并且我们在发射时允许喷射特性的变化很小：因此我们的种群具有准通用结构。这些人口能够重现观测到的LGRB和SGRB光度函数的主要特征，虽然一些不确定性和警告仍然有待解决。
2020-01-27 astro-ph.HE
Jet Propagation in Expanding Medium for Gamma-Ray Bursts
双星中子星（BNS）合并事件GW 170817清楚地表明，BNS合并发射了一个短的伽马射线暴（sGRB）喷流。与周围介质静止的BNS星不同，在BNS合并中，喷流通过以相当大的速度（$\sim 0.2c$）向外膨胀的合并喷出物传播。在这里，我们提出了半解析和解析模型来解决伽玛暴射流通过其周围介质的传播。这些模型改进了我们以前的模型，包括射流准直茧自洽。我们还进行了一系列的二维数值模拟的射流传播在BNS合并和在Bensars来测试我们的模型。我们的模型在各个方面（射流头半径，茧的横向宽度，包括准直，茧压力，射流茧形态的射流张开角）与数值模拟是一致的。茧的能量组成被发现是不同的，这取决于周围介质是否正在扩大或不;在BNS合并射流的情况下，茧的能量主要是由动能，而它主要是由内能在BNS合并射流。我们的模型将有助于估计电磁对应的引力波。
2020-10-21 astro-ph.HE
Axion-like particles and the propagation of gamma rays over astronomical distances
在这个小审查中，轴子类粒子（ALP）和高能光子之间的混合可能表现在天文距离传播被认为是。我们讨论的证据异常透明的宇宙从遥远的伽玛射线源的合奏观测，提出了一般的形式主义的ALP光子混合，并解释这种机制可能会消除异常。我们提出了ALP参数的相关值，并讨论了未来的方法来验证的情况下，发现粒子的问题。
2020-04-17 astro-ph.HE hep-ph
3FGLzoo. Classifying 3FGL Unassociated Fermi-LAT Gamma-ray Sources by Artificial Neural Networks
在其运行的头四年里，费米大面积望远镜（LAT）探测到3033个$γ$射线发射源。在费米-LAT第三源目录（3FGL）中，大约50%的源与可能的$γ$射线发射体没有明确的联系。我们使用的人工神经网络算法，旨在区分BL Lac FSRQs调查的源子类的559 3FGL非关联源的特点是$γ$射线性质非常相似的活动星系核。基于我们的方法，我们可以将271个对象分类为BL Lac候选对象，185个为FSRQ候选对象，只剩下103个没有明确的分类。我们建议为$γ$射线天体建立一个新的动物园，其中不确定类型的源的百分比从52%下降到10%以下。这项研究的结果开辟了新的考虑人口的$γ$射线天空，它将有助于规划的重要样本进行严格的分析和多波长观测活动。
2017-05-27 astro-ph.HE
Modelling the propagation of very-high-energy gamma rays with the CRbeam code: Comparison with CRPropa and ELMAG codes
本文比较CRbeam、CRPropa和ELMAG三种代码对甚高能伽马射线次级辐射的建模精度，发现并修正差异来源后，CRbeam能为CTA研究星系际磁场提供可靠预测。
2023-04-12 astro-ph.HE
Non-variable cosmologically distant gamma-ray emitters as an imprint of propagation of ultra-high-energy protons
通过超高能质子在宇宙微波背景辐射中传播留下的足迹，可以追踪超高能质子的加速点。在几十Mpc的扩展区域中产生的次级电子通过同步辐射主要在母体质子的初始方向上发射它们的能量。它形成了一个不变的和紧凑的（几乎点状）高能伽马射线源。对于宇宙学上遥远的天体，这种效应的重要性增加了;由于严重的能量损失，即使在极弱的星系际磁场的情况下，UHE质子也无法到达我们。此外，在高红移时，由于过去的CMB密度更大、能量更高，从质子到次级粒子的能量转换变得更加有效。这增加了UHE宇宙射线被次级同步加速器伽马辐射追踪的机会。本文讨论了从UHE质子到同步辐射的能量转移效率的能量收支和红移关系。在费米LAT和钱德拉天文台的可探测性的背景下，计算和讨论的角度和光谱分布的伽马和X射线能量带的辐射。
2011-05-10 astro-ph.HE
Effects of self-generated turbulence on Galactic Cosmic Ray propagation and associated diffuse gamma-ray emission
通过分析费米-LAT探测到的漫射伽马射线发射所获得的最新结果显示，CR光谱作为距银河系中心距离的函数的实质性变化。对于能量高达几十GeV，CR质子密度在银河系外似乎是弱依赖于银河系的距离，而在银河系的中心区域的密度被发现超过在银河系外测量的值。与此同时，费米-LAT数据表明，当从银河系中心向外移动到外围时，光谱逐渐软化。这些发现代表了一个挑战，CR传播的标准计算的基础上假设一个统一的扩散系数内的银河体积。在这里，我们提出了一个模型的非线性CR传播中，运输是由于粒子散射和平流关闭自生湍流。我们将表明，对于一个现实的CR源的空间分布的超新星遗迹和空间依赖的磁场的银河系距离的空间分布，CR密度的空间分布和光谱软化可以很容易地占。
2017-06-19 astro-ph.HE
Imprints of Cosmic Rays in Multifrequency Observations of the Interstellar Emission
自从宇宙射线（CR）被发现以来，对它在银河系和日球层中传播的模拟取得了重大进展。然而，传播模型遭受许多参数的退化。更复杂的是，最近数据的精确性开始挑战现有的模型。为了解决这些问题，我们使用现有的多频观测的星际辐射从无线电到伽马射线，连同直接CR测量，研究本地星际光谱（LIS）和传播模型。结果表明，在不考虑太阳调制的情况下，电子激光干涉系统的特性得到了很好的描述，并提出了较好的传输模型。更准确地说，我们的分析得出了以下主要结论：（1）电子注入谱至少需要在几个GeV以下的中断;（2）即使与直接CR测量一致，产生具有从几百MeV到几个GeV的大全电子密度的LIS的传播模型也不受射电和γ射线观测的青睐;（3）在考虑太阳调制后，直接的CR测量代表了我们~1 kpc区域的质子LIS的通常假设受到了观测到的局部γ射线HI发射率的挑战。我们提供由此产生的质子LIS，全电子LIS和传播参数，基于同步加速器，伽马射线，和直接CR数据。提出了一个简单的扩散模型和一个试探性的扩散-再加速模型。各种型号的研究在银河系内区域的X射线和伽马射线。预测未来的伽马射线仪器（e-ASTROGAM和AMEGO）的星际发射。
2018-04-18 astro-ph.HE
Understanding the spectral hardenings and radial distribution of Galactic cosmic rays and Fermi diffuse gamma-rays with spatially-dependent propagation
最近的直接测量银河宇宙射线光谱的气球/星载探测器显示光谱硬化的所有主要核素在几百个GV的刚性。费米大面积望远镜测量的全天弥漫伽马射线发射也显示了宇宙射线强度和光谱指数的空间变化。这些新的观测挑战了传统的简单加速和/或银河系宇宙射线的传播方案。在这项工作中，我们提出了一个空间依赖的扩散方案来解释所有这些现象。假设扩散系数与源分布反相关，这是带电粒子在湍流磁场中输运的自然预期。空间相关扩散模型也给出了较低水平的宇宙射线的各向异性，这与地下μ子和空气簇射实验的观测结果一致。该模型能较好地再现整个银河系中宇宙射线的光谱变化。
2018-02-26 astro-ph.HE hep-ph
Gamma-ray signatures of cosmic ray acceleration, propagation, and confinement in the era of CTA
银河系的宇宙射线通常被认为是在超新星遗迹中通过扩散激波加速而被加速的。尽管这一观点很受欢迎，但其有效性的确凿证据仍然缺失。伽马射线天文学为我们提供了解决这个问题的强大工具，因为伽马射线是在宇宙射线与周围气体相互作用时产生的。从几个超新星遗迹中探测到伽马射线是令人鼓舞的，但仍然不能证明这种情况，主要问题是难以解开强子和轻子对发射的贡献。宇宙射线一旦从它们的源头释放出来，就会在星际介质中扩散，最后逃离银河系。银河系盘的弥散伽马射线发射，以及从少数星系中检测到的伽马射线发射，很大程度上是由于宇宙射线在星际介质中的相互作用。在更大的尺度上，宇宙射线也会渗透到星系团内的介质中，因为它们可以在宇宙学时间内被限制和积累在星系团内。因此，从星系团中探测到伽马射线，甚至是它们发射的上限，将使我们能够限制它们所包含的源的宇宙射线输出，例如正常星系，活动星系核和宇宙学冲击。在本文中，我们描述的影响，切伦科夫望远镜阵列，未来的地面设施，非常高的能量伽马射线天文学，预计将在这一领域的研究。
2012-09-04 astro-ph.HE
Gravitational Waves from the Propagation of Long Gamma-Ray Burst jets
伽马射线暴（GRB）是在超相对论喷流传播过程中产生的。由于介质的高度不透明性，研究靠近中心源的射流具有挑战性。在本文中，我们提出了一个大规模的相对论性喷流传播通过剥离信封星与长GRB，打破了明星和加速到星周介质的数值模拟。我们计算的引力波（GW）信号所产生的喷流通过恒星和星周介质的传播。我们表明，射流传播的关键参数可以直接由GW信号确定。该信号呈现出对应于喷流持续时间的第一峰值和对应于位于喷流轴附近的观测者的爆发时间的第二峰值（这又取决于恒星的大小），或者对应于离轴观测者的更大的时间（对应于加速阶段的结束）。我们还表明，GW信号的斜率之前和周围的第一个峰值跟踪喷流光度的历史和祖星的结构。GW信号的幅度为$h_+D \sim$几百到几千厘米。虽然这一信号，对于河外来源，是在目前的GW探测器的可探测范围之外，它可以被未来的仪器，如BBO，DECIGO和ALIA探测到。我们的研究结果表明，未来的GRB喷流相关的GW检测可能代表了我们对这种现象的理解的革命。
2022-11-21 astro-ph.HE
UHECRs Propagation and their Multimessengers: Upper limits and the Impact of the Extragalactic Magnetic Field
Colorado School of Mines（科罗拉多矿业学院）
本研究考察星暴星系中UHECR传播产生的宇宙成因伽马射线和中微子通量（聚焦NGC 1068），结合河外模拟与观测上限计算宇宙线光度，约束EGMF强度并预测探测能力，强调多信使方法的重要性。
2025-11-13 astro-ph.HE
Cosmological Model Independent Constraints on Lorentz Invariance Violation with Updated Gamma-Ray Burst Observations: An Artificial Neural Network Approach
Chongqing University of Posts and Telecommunications（重庆邮电大学）；China West Normal University（西华师范大学）；Beijing Normal University（北京师范大学）；Yangzhou University（扬州大学）
本文利用人工神经网络分析伽马射线暴数据，提出宇宙学无关的洛伦兹不变性破坏约束方法，获得严格的线性和二次LIV约束。
2025-11-28 astro-ph.HE
Jet propagations, breakouts and photospheric emissions in collapsing massive progenitors of long duration gamma ray bursts
我们用二维轴对称相对论流体动力学模拟研究了（1）喷流通过快速旋转和坍缩的大质量恒星的包层的传播，这被认为是长持续时间伽马射线暴（GRB）的祖先，（2）爆发和随后膨胀成恒星风，（3）伴随的光球辐射。我们发现，如果信封均匀旋转几乎在质量脱落的限制，其外部最终停止收缩时，离心力变得足够大。然后，另一个冲击波形成，向外传播，并打破了信封进入恒星风。射流和离心冲击波哪一个爆发得早，取决于射流喷射的时机。如果激波爆发由于较晚的注入而较早发生，则喷流传播和随后的光球发射受到很大影响。我们特别注意的观测结果的差异喷射喷射的时间。我们计算光学深度，找到光球的位置，提取密度和温度在适当的延迟时间从流体动力学数据。我们发现，光球辐射的光度和观测温度都比以前的研究报道的要低得多。虽然伽玛暴的光度仍然足够高，但观测到的温度低于米德关系所预期的光谱峰值处的能量。这可能意味着光子和物质之间的能量交换在更深的内部终止，或者一些非热过程正在运行以提高光子能量。
2011-02-18 astro-ph.HE
Gamma rays as probes of cosmic-ray propagation and interactions in galaxies
由宇宙射线与星际物质和辐射场相互作用产生的连续γ射线辐射是研究星系中非热粒子布居的一个重要手段。经过几十年来实验技术的不断改进以及天空和能量覆盖范围的不断扩大，伽马射线观测以前所未有的细节揭示了银河系宇宙射线的性质。我们现在可以接触到各种尺度和环境，从太阳附近的本地星际介质和宇宙射线加速器附近，到银河系以及更远的地方，越来越多的伽马射线发射恒星形成星系。伽马射线观测一直在推进我们对星系中宇宙射线生命周期的理解，与相关领域的进展相结合，它们一直在挑战该领域的标准假设，并刺激了建模方法和数据分析方法的新发展。我们提供了一个审查的主题的地位，并讨论未来的进展前景。
2021-04-30 astro-ph.GA astro-ph.HE astro-ph.IM
The impact of propagation uncertainties on the potential Dark Matter contribution to the Fermi LAT mid-latitude gamma-ray data
我们调查在何种程度上的不确定性与银河系宇宙射线传播的影响后，估计从中纬度地区的伽马射线通量。我们认为标准的天体物理背景（SAB）的过程，以及解决点源的贡献。我们发现，中纬度地区γ射线总通量与当地B/C和Be_（10）/Be_（9）数据一致的传播参数值的不确定性占主导地位的1-2个数量级。这些不确定性减少到小于一个数量级时，SAB光谱分量的归一化拟合到相应的费米LAT数据。我们已经发现，对于许多传播参数配置（PPC），我们的配合改善时，银河系外背景（EGB）组件同时拟合的数据。我们还调查了改进我们的拟合时，中性伴子暗物质（DM），所描述的最小超对称标准模型，同时拟合的数据的通量贡献。我们认为三个有代表性的情况下，中性伴子DM的Burkert和Einasto DM密度分布，在每种情况下，同时拟合的DM贡献的提升因子与SAB和EGB组件。我们已经发现，对于几个PPC有显着的改善，我们的配合，产生大量的EGB和DM组件，其中一些PPC的最佳拟合EGB组件是符合费米合作最近的估计。
2010-11-02 astro-ph.HE hep-ph
Influence of Cosmic Voids on the propagation of TeV Gamma Rays and the Puzzle of GRB 221009A
本文研究视线方向宇宙空洞通过改变EBL相互作用降低VHE伽马射线不透明度，解释GRB 221009A的≳10 TeV光子探测。
2024-06-15 astro-ph.HE
Fitting the Fermi-LAT GeV excess: on the importance of the propagation of electrons from dark matter
在费米-LAT数据中检测到了GeV能量的过量伽马射线。这个信号来自银河系中心周围的一个狭窄区域，被解释为光（30 GeV）暗物质粒子的可能证据。以前的工作集中在瞬发伽马射线发射上，发现与数据的最佳拟合对应于湮灭过程进入b夸克，暗物质分布为r^{-1.2}。我们表明，这不是唯一可能的湮灭设置。更具体地说，我们将展示如何包括反康普顿散射和韧致辐射产生的电子在暗物质湮灭，并通过银河系磁场扩散的伽玛射线谱的贡献，显着影响轻子最终状态的频谱。这极大地改变了对暗物质过剩的解释。
2015-01-29 astro-ph.CO astro-ph.HE hep-ph
Propagation of ultrahigh energy nuclei in clusters of galaxies: resulting composition and secondary emissions
我们研究了注入星系团中的高能核的生存，以及它们的次级中微子和光子发射，使用一个完整的数值传播方法和一个现实的建模的磁，重子和光子背景。结果表明，重核的存活率与注入位置和磁场分布密切相关。考虑到中心源的寿命有限，在某些情况下还可能导致探测到宇宙射线余辉，与中微子和伽马射线发射在时间上不相关。我们计算了来自星系团的1PeV左右的扩散中微子通量可能有机会被现有的仪器探测到。对中微子和高能宇宙射线产生的伽马射线中的单个源的观测将更加困难。然而，来自较低能量宇宙射线（E < 1 PeV）的信号，如果存在的话，在合理的参数设置下，可能会被费米探测到。
2009-11-23 astro-ph.CO astro-ph.HE
Supernova Gamma-Ray Echo as an Astrophysical Near Detector for Galactic Neutrino Propagation
Arizona State University（亚利桑那州立大学）；Technische Universität München（慕尼黑工业大学）
该研究提出利用超新星伽马射线回波作为近探测器，通过近-远比较直接检验银河系中微子传播，将赝狄拉克中微子的源归一化模糊性转化为可测量的近-远亏损，并扩展到中微子衰变和暗物质相互作用。
2026-09-24 astro-ph.HE hep-ph
Propagation of a realistic magnetar jet through binary neutron star merger medium and implications for short gamma-ray bursts
本文通过两组RMHD模拟研究磁星准直喷流在双中子星并合遗迹介质中的传播，发现喷流虽能准直穿透介质但仅达亚相对论速度，不适合作为短伽马射线暴源，但可能贡献蓝色千新星成分并利于后续相对论喷流传播。
2023-06-29 astro-ph.HE
The Role of Plasma Instabilities in the Propagation of Gamma-Rays from Distant Blazars
近年来，对遥远耀变体的GeV波段观测已被用于限制河外背景光（EBL）和河外磁场（EGMF）。为了支持这种说法，我们必须假设耀变体伽马射线引发的电磁级联的轻子分量被足够强的EGMF偏转，从而抑制了费米窗口中的信号。除了磁场，这种级联的发展可能受到等离子体不稳定性的影响，由于与星系际介质（IGM）的电离成分的相互作用。在本文中，我们通过一个蒙特卡罗模拟，其中这两种效果分别考虑到电磁级联模型，我们从合并的费米-HESS数据集得出这些情况下的约束。在1 ES 0229+200观测的特定情况下，我们表明，这两种解释的GeV通量抑制与现有的数据是兼容的，特别是通过假设磁场的$B \gtrsim 10^{-16}\,\rm{G}$或IGM温度的$T \lesssim 5 \times 10^{4}\,\rm{K}$沿视线。未来对高红移（$z\lesssim 1$）TeV天体光谱的观测将有助于区分磁场和等离子体对IGM电磁级联的影响。
2013-11-26 astro-ph.HE
GALPROP: modeling cosmic ray propagation and associated interstellar emissions
现代物理学和天体物理学许多领域的研究，例如，对暗物质、SNR冲击中的粒子加速以及河外伽马射线背景的光谱和起源的间接搜索，在很大程度上依赖于对宇宙射线和相关扩散辐射的研究。探索这些未决问题的新的或改进的工具已经准备就绪或正在开发中。一个由地面、气球和航天器仪器组成的舰队测量了许多CR物质、伽马射线、无线电和同步辐射。要最充分地利用科学飞行任务收集的数据，就需要使用数值模型进行可靠和详细的计算。GALPROP是目前最先进的数值CR传播代码，已成为CR和扩散伽马射线研究的标准分析工具。它使用天体物理信息，核和粒子数据作为输入，以自洽地预测CR，伽马射线，同步辐射和其他观测数据。本文综述了GALPROP的最新进展和结果。
2011-05-25 astro-ph.GA astro-ph.HE
Neutrinos from gamma-ray bursts: propagation of cosmic rays in their host galaxies
伽马射线暴（GRB）被认为是超高能宇宙射线（UHECR）的候选源。研究了IceCube最近观测到的PeV中微子是由GRB宇宙射线与宿主星系中的星际气体相互作用产生的可能性。通过研究X射线吸收柱密度N_H与宿主星系表面恒星形成率的关系，发现N_H是宿主星系表面气体密度的一个很好的指示。从而计算了具有已知N_H的伽玛暴的CRs的中微子产生效率。我们收集了一个既有N_H测量值又有精确γ射线通量测量值的伽玛暴样本，并试图根据目前对伽玛暴及其宿主星系的认识来计算累积中微子通量。当伽玛暴产生的CR强度用观测到的$10^{19}{\rm eV}$以上的UHECR通量进行归一化时，在伽玛暴能量产生率遵循宇宙恒星形成率和CR扩散系数的有利假设下，PeV能量下的累积中微子通量估计约为$(0.3\pm0.2)\times10^{-8} \rm{GeV\ cm^{-2}\ s^{-1}\ sr^{-1}} $（每味）。这个通量不足以解释冰立方的观测结果，但是这个估计受到计算中一些假设的影响，因此我们目前不能排除这种情况。
2015-03-17 astro-ph.HE
Indications for a pair-production anomaly from the propagation of VHE gamma-rays
近年来，探测到的极高能（VHE：E > 100 GeV）γ射线源的数量迅速增加。在红移z = 0.536处观察到的源，没有强烈的迹象表明在能谱中存在吸收特征。然而，由于在星系际空间中传播的光子与光子浴的成对产生过程，预计会发生吸收。尽管这个光子密度并不为人所知，但可以通过星系计数的分辨发射来确定下限。使用这种保证的背景光，我们调查的过渡区中的能谱的行为从光学薄的光学厚政权。在50个能谱的样本中，7个能谱覆盖从光学深度$τ< 1$到$τ> 2$的范围。对于这些来源，过渡到$τ> 2$发生在广泛不同的能量范围从0.4 TeV到21 TeV。一致地，在所有这些源中，在该过渡处可见吸收校正光谱的上转，其组合显著性为4.2个标准差。考虑到样本覆盖的能量和红移范围很广，源固有特征不太可能解释观察到的效应。对与观察结果相关的系统性效应进行了研究，发现不足以解释观察到的效应。电子对的产生过程似乎被抑制了，其方式与在标准模型的扩展中所预期的轻（<neV）赝标量（类轴子）粒子的抑制方式相似。
2012-01-30 astro-ph.CO astro-ph.HE hep-ph
Nuclei in high-energy neutrino sources: A multimessenger study of in-source propagation
Universidade Estadual de Campinas（坎皮纳斯州立大学）；Pontifícia Universidade Católica do Rio de Janeiro（里约热内卢天主教大学）；Laboratoire d’Annecy de Physique Théorique (LAPTh), CNRS, USMB（阿讷西理论物理实验室，法国国家科学研究中心，萨瓦勃朗峰大学）
通过蒙特卡洛模拟研究NGC 1068中原子核组成对中微子和伽马射线发射的影响，并讨论MeV-GeV伽马射线观测对约束源组成的重要性。
2026-06-24 astro-ph.HE hep-ph
Using artificial neural networks in searches for Lorentz invariance violation
首次利用人工神经网络在单一分析中同时检验洛伦兹不变性破坏的两种效应（修改的伽马射线吸收与能量依赖的光子群速度），探讨了机器学习在该任务中的应用经验并展示了初步结果。
2024-10-30 astro-ph.HE
How to use molecular clouds to study the propagation of cosmic rays in the Galaxy
γ射线域分子云的观测为我们研究银河系中宇宙射线的分布提供了一个工具。这是因为宇宙射线可以穿透分子云，在致密气体中经历强子相互作用，产生中性π介子，然后衰变为伽马射线。对这种辐射的探测使我们能够估计出云所在位置的宇宙射线的光谱和强度。值得注意的是，这一事实可以用来限制银河系特定位置的宇宙射线扩散系数。
2010-11-09 astro-ph.HE
Short gamma-ray burst jet propagation in binary neutron star merger environments
多信使事件GW 170817/GRB 170817 A证实了中子星合并可以产生短的伽马射线暴（SGRB）喷流。这一证据促进了新的调查机制，通过该机制，BNS合并残余物可以推出这样一个强大的相对论外流和传播后者在周围的合并后的环境。特别是，已经取得了很大的进步，在射流传播模型，建立连接的初始射流发射条件，包括初期射流发射时间（相对于合并）和注射参数，和可观察到的SGRB提示和余辉发射。然而，目前的半分析模型和数值模拟（有一个明显的例外）采用简单的手工处方，以考虑合并后的环境，缺乏直接关联的任何特定的合并BNS系统。在这里，我们提出了第一个三维相对论流体动力学模拟的初期SGRB射流传播通过合并后的环境，直接进口从以前的广义相对论BNS合并模拟的结果。我们的研究结果表明，射流的演化和最终性质可以在很大程度上受到各向异性和偏离轴对称和同源膨胀表征更现实的BNS合并环境。此外，我们发现，包含的引力从中央紧凑的对象，往往被忽视，可以有重大影响。最后，我们考虑不同的喷气发动机发射时间参考相同的BNS合并模型，并讨论最终的喷气性能的后果。
2021-06-25 astro-ph.HE astro-ph.SR gr-qc
Cosmic Rays: What Gamma Rays Can Say
我们将回顾由于宇宙射线的加速和传播而产生的伽马射线辐射的主要通道，讨论银河系和河外宇宙射线的情况以及它们与伽马射线观测的联系。
2014-12-23 astro-ph.HE
Two-component diffuse Galactic gamma-ray emission revealed with Fermi-LAT
College of Physics, Sichuan University（四川大学物理学院）；Institute of High Energy Physics, Chinese Academy of Sciences（中国科学院高能物理研究所）；Purple Mountain Observatory, Chinese Academy of Sciences（中国科学院紫金山天文台）；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）；University of Chinese Academy of Sciences（中国科学院大学）
基于16年 Fermi-LAT 数据，本文发现银河弥散伽马射线辐射可分为低能普适成分与高能空间可变成分，支持宇宙线海与宇宙线岛的双重起源。
2025-09-30 astro-ph.HE hep-ph
Propagation and neutrino oscillations in the base of a highly magnetized gamma-ray burst fireball flow
中子在伽马射线暴的动力学中起着重要的作用。中子在重子火球中的存在是预料之中的。如果中子的丰度与质子的丰度相当，则可以观察到一些重要的特征，例如与亚光球层$γ$射线发射相一致的准热多GeV中微子，稍后的核合成以及余辉发射的重新变亮。此外，热MeV中微子是由电子正电子湮没、电子（正电子）俘获质子（中子）和核子韧致辐射产生的。虽然MeV中微子很难被探测到，但在km $^3$探测器和/或DeepCore+IceCube中有望探测到准热GeV中微子。在本文中，我们表明，中微子振荡有突出的影响，火球演化的动力学，也可以通过它们的味道比在地球上检测到。为此，我们推导了共振和荷电中性条件以及中微子自能和有效势的顺序$m_W^{-4}$在强，中等和弱磁场近似约束火球的动力学。我们发现了重要的影响：i）对于重子密度以及中子丰度大于质子的重子密度，共振振荡被抑制; ii）除了DeepCore探测器中预期的多GeV中微子数量之外，磁场的作用是降低质子与中子的比率。此外，我们还估计了沿喷流和地球上的GeV中微子味比。
2014-04-06 astro-ph.HE
PeV-EeV neutrinos from gamma-ray blazars due to ultrahigh-energy cosmic-ray propagation
耀变体是宇宙射线加速到高能（$E\gtrsim10^{18}$ eV）的潜在候选者。为了从耀变体中有效地注入宇宙射线，$pγ$与河外背景光（EBL）和宇宙微波背景（CMB）的碰撞可以分别在PeV和EeV能量附近产生中微子谱峰。我们分析了这些中微子的贡献，冰立方中微子天文台测量的扩散背景。利用\textit{Fermi} -LAT 4LAC星表中提供的BL Lac和FSRQ的分布，计算了来自各个红移范围的中微子光度的比例。此外，我们使用光度依赖的密度演化来寻找未分辨耀变体的中微子通量。在我们的模型中得到的结果表明，在几个PeV能量的通量上限的$\approx10\%$可以产生宇宙射线相互作用EBL。同样的相互作用也会产生二次电子和光子，引发电磁级联。由此产生的光子光谱是有限的各向同性扩散$γ$ -射线通量之间测量100 MeV和820 GeV。后者与观测到的$E>10^{16.5}$ eV处的宇宙线通量一起，可以根据最大宇宙线加速能量来约束重子加载因子。
2021-02-09 astro-ph.HE
Revisiting Very High Energy Gamma-Ray Absorption in Cosmic Propagation under the Combined Effects of Axion-Like Particles and Lorentz Invariance Violation
Yuxi Normal University（玉溪师范学院）；Yunnan Observatory, Chinese Academy of Sciences（中国科学院云南天文台）；Key Laboratory for the Structure and Evolution of Celestial Objects, Chinese Academy of Sciences（中国科学院天体结构与演化重点实验室）；Hunan Normal University（湖南师范大学）；Kunming University of Science and Technology（昆明理工大学）；Shaoguan University（韶关学院）
该研究提出结合轴子类粒子和洛伦兹不变性违反效应的模型，以解释GRB 221009A的高能伽马射线观测。
2026-03-01 astro-ph.HE hep-ph
Galactic Gamma Ray Background from Interactions of Cosmic Rays
各种研究证实了伽马射线观测可以作为探测宇宙射线源、研究宇宙射线密度分布和探索星际介质的平均性质（如星际介质的气体密度分布）的独特探测器。利用DRAGON程序，结合实际的源分布、银河系磁场（GMF）和气体密度分布，研究了不同的质子传输模型，并通过对局部观测的CR谱进行拟合，得到了银河系中质子的空间分布和能量分布。这里还显示了用于研究CR传播的模型参数的不确定性。我们得到的质子分布，然后被用来计算质子-质子相互作用产生的扩散伽玛射线通量的星系晕。我们比较了我们的漫射γ射线通量与以前的结果和各向同性的γ射线背景（IGRB）在亚TeV的能量制度测量的\textit{Fermi} -LAT。结果表明，IGRB的能量密度远小于IGRB，说明IGRB主要起源于河外。最后，我们使用我们得到的质子分布来计算单个银河系分子云（GMC）的γ射线通量，并将这些通量与GMC的\textit{Fermi} -LAT观测进行比较。
2020-01-07 astro-ph.HE
