What have we learned about the sources of ultrahigh-energy cosmic rays via neutrino astronomy?
冰立方天文台对TeV-PeV能量宇宙中微子的观测表明，河外宇宙射线源的光学深度应大于$\sim$ 0.01，并对观测到的10 PeV宇宙射线的贡献率超过10%。如果来自这些河外源的宇宙射线的光谱远远超过1 EeV，中微子通量表明河外宇宙射线质子在1 EeV的总宇宙射线通量中占主导地位。在已知的强大天体中，包括伽玛射线暴（GRB），只有平谱射电类星体（勉强）满足这些条件。另一方面，对能量远超过PeV的中微子的零检测排除了射电大声活动星系核（AGN）和/或伽玛暴（GRB）的可能性，这些在文献中讨论的流行的源候选者是最高能量宇宙射线（$\sim100 {\rm EeV}$）的起源，如果它们主要由质子组成。它们的起源必须是在与恒星形成速率相当或更慢的时间尺度上演化的物体。这些考虑表明，没有一个已知的河外天体可以同时是PeV和trans-EeV能量的宇宙射线源。由于严格限制EeV能量中微子通量，AGN和新生脉冲星模型的参数空间的一个重要部分开始显得不利，即使是在最高能量的混合和重宇宙射线成分的情况下。
2016-12-15 astro-ph.HE
Ice Cube Observed PeV Neutrinos from AGN Cores
我表明，高能中微子流量预测产生的活动星系核的核心可以解释PeV中微子检测冰立方不冲突的约束，从观测到的河外宇宙线和γ射线背景。
2013-08-05 astro-ph.HE hep-ph
Detection of cosmic rays in the PeV to EeV energy range
膝盖周围的宇宙射线通常被认为是银河系的起源。对它们的能谱和化学成分的观测对于理解这些宇宙射线的加速和传播非常重要。此外，还需要澄清从银河系到河外来源的过渡。在本文中，最近的实验结果测量周围的膝盖将审查与检测技术。将讨论在膝盖到脚踝的能量范围内的全粒子能谱和组成的结果。
2017-02-28 astro-ph.HE
Galactic cosmic ray propagation: sub-PeV diffuse gamma-ray and neutrino emission
西藏ASgamma实验刚刚报告了他们对银河系盘的亚PeV弥散伽马射线发射的测量，最高能量可达957 TeV。这些伽马射线很可能是宇宙射线与银河系星际气体相互作用的强子起源。这项测量为银河系宇宙射线可以被加速到PeV能量以上的假设提供了直接的证据。本文试图用宇宙射线扩散传播模型来解释亚PeV扩散γ射线谱。我们发现，有一个紧张之间的sub-PeV扩散伽马射线和本地宇宙线谱。为了描述亚PeV扩散γ射线通量，通常需要比膝区测量更大的局部宇宙射线通量。我们进一步从宇宙线传播模型计算了PeV中微子流。即使所有这些亚PeV扩散伽马射线都来自传播，银河中微子也只占观测到的通量的不到15%，其中大部分仍然来自河外源。
2021-04-08 astro-ph.HE
Particle Acceleration, Coronal Neutrino Production, and the Diffuse Extragalactic Neutrino Background from Supermassive Black Holes
Princeton University（普林斯顿大学）
本文基于超大质量黑洞日冕中粒子加速理论，探讨中微子产生机制，并论证其对IceCube观测到的亚PeV尺度弥散 extragalactic 中微子通量的贡献。
2026-08-20 astro-ph.HE
Jet-red giant interactions as a source of extragalactic neutrinos: Insights from KM3-230213A
本文分析了 PeV 中微子事件 KM3-230213A，提出 AGN 喷流与红巨星相互作用驱动重子注入与激波加速，并指出 PMN J0606-0724 的射电耀发为其对应体，尘埃环面红外光子相互作用解释了约 220 PeV 中微子的产生。
2025-11-03 astro-ph.HE
PeV Neutrinos from Ultra-High-Energy Cosmic Rays
我们研究了IceCube最近探测到的TeV-PeV中微子事件可能起源于河外超高能宇宙线与宇宙微波背景或紫外/光学/红外背景的相互作用。这是通过模拟宇宙射线从其源到观测者的传播来实现的，包括次级中微子和伽马射线的产生和传播。为此，我们使用公开可用的模拟包CRPropa 2.0。我们发现，在这里考虑的所有情况下，模拟的中微子通量水平仍然低于IceCube事件所指示的通量水平至少一个数量级，从而表明它是很难解释的宇宙成因中微子通量方面的IceCube事件。
2014-07-24 astro-ph.HE
Implications of photon-ALP oscillations in the extragalactic neutrino source TXS 0506+056 at sub-PeV energies
本文研究了光子-类轴子振荡对河外中微子源TXS 0506+056伽马射线能谱的影响，基于Fermi-LAT和MAGIC观测数据在95%置信度下限制了ALP耦合参数，并探讨了该振荡对亚PeV中微子对应伽马射线的物理意义及不同类型源的弥漫伽马射线可观测性。
2023-11-27 astro-ph.HE hep-ph
A model for fast extragalactic radio bursts
最近在1 GHz波段发现了毫秒级的脉冲串。有一个强有力的证据表明，它们来自$\sim 1 $ Gpc距离，这意味着非常高的亮度温度。我建议，这些爆发可以归因于同步脉泽发射相对论，磁化冲击。在磁星耀斑开始时，形成了一个强磁化脉冲，它通过相对论性磁星风传播出去，最终到达周围介质中被风膨胀的星云。我表明，所观察到的无线电爆发可以产生的冲击形成的相互作用的磁脉冲与星云内的等离子体。该模型预测了TeV波段的强烈毫秒级爆发，甚至可以从遥远的星系中观察到。
2014-01-26 astro-ph.HE
Axion-Photon Conversion of LHAASO Multi-TeV and PeV Photons
大型高海拔空气簇射天文台（LHAASO）报告了大量多TeV尺度光子事件的探测，其中包括几个PeV尺度的伽马射线光子事件，能量高达1.4 PeV。其中一些事件可能起源于银河系外的可能性尚未排除。在这里，我们提出了一个机制，非常高的能量（VHE）和超高能（UHE）光子的轴子光子转换的情况下，它允许河外的阈值以上的光子被地球上的观测者检测到的基础上旅行。我们发现，轴子-光子转换可以作为一种替代机制，除了阈值异常由于洛伦兹不变性破坏，新观察到的伽马射线暴GRB 221009 A的非常高的能量特征。
2023-01-06 astro-ph.HE gr-qc hep-ph
Efficiency of Centrifugal Mechanism in Producing PeV Neutrinos From Active Galactic Nuclei
建立了一个多步骤的理论模型来追踪最近由IceCube合作组探测到的超高能（UHE）$[1-2]$ PeV中微子的起源。活动星系核磁层中的质子在不同的引力离心力作用下，通过广义双流不稳定性为朗缪尔波的参量激发提供自由能。在活动星系核磁层之外，这些波的朗道阻尼可以将质子加速到超高能量。这种机制的最终来源，朗缪尔-朗道-朗道驱动（LLCD），是致密物体的引力能。LLCD产生的UHE质子提供了通过适当的强子反应产生UHE中微子的基本成分;能量约为$10^{17}$ eV的质子可以在活动星系核周围的等离子体中产生，其辐射热光度为$10^{43}$ ergs $^{-1}$。通过对能量区间$[1-2]$ PeV的河外中微子扩散能流的估算，我们发现在总测热光度中，一个可接受的小部分$0.003\%$就足以产生观测到的河外超高能中微子流.
2018-02-15 astro-ph.GA astro-ph.HE
The cosmic-ray spectrum in the PeV to EeV energy range
本文综述PeV至EeV能区宇宙线能谱与质量组成的近期实验结果，以探讨“膝”区特性及银河源向河外源的过渡。
2025-08-29 astro-ph.HE
Diffuse neutrinos from extragalactic supernova remnants: Dominating the 100 TeV IceCube flux
冰立方测量了TeV-PeV中微子的扩散天体物理通量。最合理的来源是独特的高能宇宙射线加速器，如超新星遗迹（HNR）和星爆星系中的伽马射线暴遗迹，它们可以产生具有所需能量和丰度的初级宇宙射线。然而，在这种情况下，比HNR丰富得多的普通超新星遗迹（SNRs）在高达100-150 TeV的能量范围内产生相当或更大的中微子通量，这意味着冰立方信号在这些能量附近的光谱中断。高达这一百TeV能量的扩散通量中的SNR贡献提供了一个自然的基线，然后约束预期的PeV通量。
2015-05-18 astro-ph.HE hep-ph
Implications of Fermi-LAT observations on the origin of IceCube neutrinos
IceCube（IC）合作最近报告了TeV-PeV外星中微子的探测，其起源尚不清楚。利用$pp$和$pγ$相互作用中的光子-中微子联系，我们利用\fermi -LAT观测来约束IC探测到的中微子的起源。我们发现银河系的起源，即，由于宇宙线在银河系中传播而产生的银河系中微子和来自银河系点源的中微子可能不产生IC中微子流，因此这些中微子应该是河外起源的。此外，河外伽马射线暴（GRB）可能不能解释IC中微子流，活动星系核喷流可能不产生IC中微子谱，但星暴星系（SBG）可能是有希望的源。由IC探测到的中微子通量与Waxman-Bahcall束缚的一致性表明，SBG中的GRB可能是产生IC探测到的TeV-PeV中微子的两个能量源，$>10^{19}$ eV，CRs和$1-100$ ~PeV CRs。
2014-11-07 astro-ph.HE
Cosmogenic Neutrinos: parameter space and detectabilty from PeV to ZeV
高能宇宙射线在从源向观测者传播时，与宇宙学光子背景相互作用，产生所谓的“宇宙成因中微子”。在这里，我们研究的参数空间的宇宙成因中微子通量给出最近的宇宙射线数据和更新的似是而非的源演化模型。宇宙成因中微子流的形状和标准化对目前一些未知的高能宇宙射线源和成分非常敏感。我们研究了各种化学成分和目前观测所允许的最大质子加速能E_p，max。我们考虑不同的模型源的红移和三种可能的情况下，银河系到河外过渡的演变。我们将宇宙成因中微子的参数空间总结为三个区域：一个乐观的情况，目前受到观测的限制，一个合理的模型范围，我们基于我们的许多速率估计，以及一个悲观的情况，将推迟检测几十年来。我们提出了这三种方案的影响，从PeV到ZeV（10^14-21 eV）的宇宙成因中微子的探测与现有的和即将到来的仪器。在合理的参数范围内，EeV能区的窄通量变化确保了冰立方（每年0.06-0.2个中微子）和皮埃尔俄歇天文台（每年0.03-0.06个中微子）的低但可检测的速率，并且检测应该在未来十年内发生。如果EeV中微子被探测到，PeV信息可以帮助在最高能量的宇宙射线组成和脚踝能量的银河到河外过渡之间进行选择。随着灵敏度的提高，ZeV中微子天文台，如ANITA和JEM-EUSO可以探索和限制最大加速能量。
2010-09-27 astro-ph.HE
Stringent constraint on neutrino Lorentz-invariance violation from the two IceCube PeV neutrinos
有人推测，洛伦兹不变性破坏（LIV）可能是由量子引力（QG）效应产生的。因此，粒子可能不会以光速的普适速度传播。特别是，超光速的河外中微子会通过电子-正电子对（nu -> nu e+ e-）的碰撞迅速失去能量，将它们的初始能量衰减到电磁级联中，这一数字受到费米-LAT数据的限制。我们发现，冰立方最近探测到的两个能量约为1 PeV的级联中微子事件--如果归因于河外扩散事件，看起来很可能--可以在中微子扇区中对LIV施加最强的束缚，即delta =（v^2-1）< O（10^（-18）），对应于线性（二次）LIV的QG标度M_QG ~ 10 ^5 M_Pl（M_QG >~ 10^（-4）M_Pl），至少对于诱导超光速中微子效应（delta > 0）的模型是这样。
2013-06-25 astro-ph.HE gr-qc hep-ph
Measurement of All Flavor PeV Neutrino Flux using Combined Datasets from IceCube
本研究利用 IceCube 基于神经网络的包含与未包含级联事件筛选（有效面积提升约3倍）及更新的大气背景建模，阐明 1 TeV 至 100 PeV 天体物理中微子能谱特征。
2025-08-07 astro-ph.HE
Implications of a PeV neutrino spectral cutoff in GRB models
最近河外PeV中微子的发现为宇宙射线加速器的探索打开了一扇新的窗口。观测到的PeV中微子通量接近Waxman-Bahcall上限，这意味着伽马射线暴（GRB）可能是超高能宇宙射线（UHECR）的来源。从GRB-UHECR联系的假设出发，我们用解析估计和数值模拟表明，观测到的中微子可以起源于喷注，这是由于中微子与高能离子相互作用的结果，其含义是：中微子谱在能量$\le 10$ PeV处有一个截止，引起GRB发射和宇宙线加速的耗散发生在离中心引擎$r_{\rm diss} \approx 3 \times 10^{11}-3 \times 10^{13} \ {\rm cm}$的距离处;耗散区的汤姆逊光学深度为$τ_{\rm T} \sim 1$ ;喷流在耗散区以坡印廷通量的形式携带其能量的相当大的一部分，并具有洛伦兹因子$Γ\simeq 100-500$。没有探测到与伽玛暴同时发生的$\sim$ PeV中微子，这表明伽玛暴要么是较差的宇宙加速器，要么是在喷流中较小的光学深度处发生耗散。
2014-08-29 astro-ph.HE
High-Energy Neutrinos in Light of Fermi-LAT
高能天体物理中微子的产生与强子伽马射线的发射密切相关。我将讨论最近的观测TeV PeV中微子的冰立方切伦科夫望远镜在伽马射线天文学的背景下。由于与宇宙辐射背景的相互作用，河外伽马射线天文学无法直接获得强子伽马射线的相应能量范围。然而，费米大面积望远镜（LAT）观测到的各向同性亚TeV伽马射线背景包含来自电磁级联产生的二次发射的间接信息，并限制了强子发射方案。另一方面，PeV伽马射线的观测将为银河系的辐射提供一个确凿的信号。在一般情况下，交叉相关的中微子发射与（扩展）银河系和河外伽马射线源将作为最敏感的探针，为未来的中微子源的识别。
2015-03-02 astro-ph.HE
Cosmic Ray Spectrum and Composition from PeV to EeV from the IceCube Neutrino Observatory
南极冰立方中微子观测站是一个多成分探测器，能够测量PeV至EeV的宇宙射线能谱和成分，该能量区域通常被认为涵盖了从银河系到河外的宇宙射线源的过渡。表面的IceTop阵列对空气簇射的电磁部分敏感，而深层冰阵列检测空气簇射的高能（TeV）μ子分量。IceTop的重建簇射尺寸参数S $_{125}$被展开成高统计的全粒子能谱。此外，对于穿过两个阵列的空气簇射，在冰中重建的μ子能量损失信息与S $_{125}$在机器学习算法中相结合，以同时提取元素组的所有粒子能谱和单个谱。的所有粒子的光谱以及光谱的个别元素组。
2019-08-21 astro-ph.HE
Extragalactic neutrino factories
本研究验证了耀变体与北半球中微子数据的相关性，结合南北半球数据得出极低的全局偶然概率，并筛选出52个极可能的PeVatron河外加速器。
2023-05-18 astro-ph.GA astro-ph.HE
Study of the PeV Neutrino, $γ$-rays and UHECRs around The Lobes of Centaurus A
皮埃尔俄歇天文台报告了最高能量宇宙射线到达方向的分布。这些事件是在10年的手术中收集的，其倾斜度在-90 $^\circ$和+45 $^\circ$之间。冰立方中微子望远镜报告在高能起始事件目录中探测到82个地外中微子。该目录中报道的最高能量中微子事件（IC 35）的能量为2004 $^{+236}_{-262}$ TeV，其重建中心为RA= $208.4^\circ$和DEC= $-55.8^\circ$（J2000）。半人马座A是距离我们最近的射电活动星系核，也是宇宙射线加速到$\sim\, 10^{20}$ eV的潜在候选者之一，我们证明了围绕半人马座A方向（15 $^\circ$半径）的超高能宇宙射线（UHECR）可以在巨瓣内加速。通过研究UHECR的组成，通过光衰变过程，这些可以达到的最大能量，在巨大的瓣和平均偏转角，核由于银河系和河外磁场，它表明，最有希望的候选人的UHECR组成是轻的核，如碳/氮核。考虑到相对论性碳核与光子场（河外背景光和同步加速器）和物质（叶内外）的相互作用，我们没有找到足够的证据将IC 35事件与Pierre Auger天文台报道的UHECR联系起来。
2018-09-15 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
Constraining Superluminal Electron and Neutrino Velocities using the 2010 Crab Nebula Flare and the IceCube PeV Neutrino Events
Ice Cube报告的两个PeV级中微子事件的观察原则上可以允许人们对中微子部门的洛伦兹不变性违反（LIV）进行限制。首先，我认为至少有一个冰立方事件是河外起源，推导出一个上限为{ \it的差异}之间的推定超光速中微子和电子速度的$\le \sim 5.6 \times 10^{-19}$在单位$c = 1$，确认所观察到的PeV中微子可能已经到达地球从河外来源。我进一步推导出一个新的约束的超光速电子速度，从同步辐射的观测蟹状星云耀斑的2010年9月。由耀斑同步辐射产生的$>$ 1 GeV $γ$ -射线是由能量高达$\sim 5.1$ PeV的电子产生的，这一推论表明这些电子不存在真空中的库伦科夫辐射。这意味着对超光速电子速度$δ_e \le \sim 5 \times 10^{-21}$有一个新的强约束。紧接着，我们就得到了超光速中微子速度的上限（仅\it）为$δ_ν \le \sim 5.6 \times 10^{-19}$，比SN 1987 A中微子爆发的飞行时间约束要好许多个数量级。然而，如果电子是{ \it subluminal}，那么从蟹状星云$γ$射线谱得到的对$|δ_e| \le \sim 8 \times 10^{-17}$的约束，对超光速中微子速度$δ_ν \le \sim 8 \times 10^{-17}$的约束就比较弱。
2014-02-12 astro-ph.HE hep-ph
Neutron β-decay as the origin of IceCube's PeV (anti)neutrinos
在IceCube的第一个三年等效数据集中，我们研究了天体物理（反）中微子通量（在PeV能量范围内）可能源于相对论中子的β衰变的可能性。我们表明，为了适应冰立方观测，在能量十年10^{8.5} \alt E_{CR} /GeV \alt 10^{9.5}$中，只需要观测到大约1%到10%的发射宇宙射线，在地球上产生反中微子（10^{5.5} \alt E_{\bar ν} /GeV \alt 10^{6.5}）。假设次级质子在强度为10 \alt B/nG \alt 100、相干长度为\alt Mpc的河外磁场中扩散，次级质子的磁屏蔽作用可以解释这种强抑制。
2014-12-24 astro-ph.HE hep-ph
Contribution to the extragalactic neutrino background from dense environment of GRB jets
长伽马射线暴（GRB）是目前确认的粒子加速到相对论能量的站点，由于观测到的伽玛射线发射在GeV-TeV的能量范围。我们考虑的情况下，加速电子的机制也负责加速强子在伽玛射线暴喷流多PeV的能量。由于长伽马射线暴的前身是仍然沉浸在密集的星团中的大质量恒星，这些强子在逃离喷流后可以有效地与物质相互作用。我们从强子与伽玛暴周围巨大云团物质的相互作用中计算了中微子的光谱。这些中微子形成余辉的时间尺度取决于它们在云中的扩散时间尺度。由于这种长时间的延迟，它们与任何特定的伽玛射线暴的识别是不可能的。我们估计的贡献中微子从这样的余辉河外中微子背景最近报道的冰立方天文台。
2022-01-28 astro-ph.HE
Probing the Extragalactic Cosmic Rays origin with gamma-ray and neutrino backgrounds
GeV-TeV的γ射线和PeV-EeV的中微子背景提供了一个独特的窗口的超高能宇宙射线（UHECR）的性质。我们讨论了最近的费米-LAT数据的河外伽玛射线背景（EGB）和相关的估计点源的贡献，以及冰立方中微子数据的起源的UHECR的影响。我们计算宇宙成因的$γ$ -射线和中微子在UHECR传播过程中产生的扩散通量，并推导出UHECR源的可能的宇宙学演化的约束。特别是，我们表明，混合成分的情况下，这是在协议（一）俄歇测量的能谱和成分的最高能量和（ii）脚踝状的功能，在光分量中检测到的KASCADE-格兰德，是兼容的费米-LAT测量和与当前的IceCube限制。
2017-07-04 astro-ph.HE
A fast radio burst associated with a Galactic magnetar
自2007年发现以来，人们一直致力于揭示河外毫秒级快速射电暴（FRB）的来源。一类称为磁星的中子星是FRB的主要候选源。磁星的表面磁场超过了$10^{14}$ G，其衰减为一系列高能现象提供了动力。在这里，我们提出了一个毫秒持续时间的无线电爆发银河磁星SGR 1935+2154的发现，与$1.5\pm 0.3$兆Jansky毫秒的通量。这一事件被称为ST 200428 A（=FRB 200428），于2020年4月28日由STARE 2无线电阵列在1281- 1468 MHz频段检测到。ST 200428 A中释放的各向同性等效能量是以前在类似时间尺度上观测到的任何银河系射电爆发的$4\times10^{3}$倍。ST 200428 A的能量仅比迄今为止观测到的最弱的河外FRB低40倍，并且可以说是来自与观测到的FRB样本相同的种群。ST 200428 A与X射线爆发的巧合有利于为描述同步加速器脉泽或磁星爆发和巨型耀斑提供动力的电磁脉冲的FRB开发的发射模型。ST 200428 A的发现意味着像SGR 1935+2154这样的活动磁星可以在河外距离产生FRB。像ST 200428 A这样的事件的高体积率激发了对附近星系类似爆发的专门搜索。
2020-05-21 astro-ph.HE
Extragalactic Propagation of Ultra-High Energy Cosmic Rays
在发现宇宙射线和各种实验努力100多年后，超高能宇宙射线（E > 100 PeV）的起源仍然不清楚。宇宙中高能粒子的产生和传播效应是高能天体物理研究的热点之一。随着过去几年中开发的先进模拟引擎的出现，以及实验数据的增加，我们现在处于一个独特的位置，可以以前所未有的精度对源和传播参数进行建模，并将其与大型观测站的测量数据进行比较。本文回顾了宇宙射线在光子背景和磁场中最重要的传播效应，并介绍了传播码的最新发展。最后，通过与实验数据的比较，给出了可能的天体物理参数的含义。
2014-09-20 astro-ph.HE
Probing the Extragalactic Cosmic Rays origin with gamma-ray and neutrino backgrounds
GeV-TeV的γ射线和PeV-EeV的中微子背景提供了一个独特的窗口的超高能宇宙射线（UHECR）的性质。我们讨论了最近的费米-LAT数据的河外伽玛射线背景（EGB）和相关的估计点源的贡献，以及冰立方中微子数据的起源的UHECR的影响。我们计算宇宙成因的$γ$ -射线和中微子产生的UHECR的扩散通量，并推导出可能的宇宙学演化的UHECR源的约束。特别是，我们表明，在\citet{Globus2015b}中考虑的混合组合物的情况下，这是在协议（i）俄歇测量的能谱和组成的最高能量和（ii）脚踝状的功能，在光组件中检测到的卡斯卡德-格兰德，是兼容的费米-LAT测量和与当前的IceCube限制。我们还讨论了未来实验的可能性，以检测相关的宇宙成因中微子和进一步限制的UHECR模型，包括可能的次主导UHECR质子源。
2017-04-03 astro-ph.HE
Diffuse flux of PeV neutrinos from centrifugally accelerated protons in active galactic nuclei
高能天体物理学PeV中微子的证据已经在IceCube实验中通过分析7.5年（2010 - 2017）的数据发现。活动星系核（AGN）是宇宙中最突出的天体之一，被广泛推测是质子占主导地位的超高能（UHE）宇宙射线的发射体。基于标准的两步LLCD粒子加速机制，活动星系核中心超大质量黑洞（SMBH）的旋转产生了能量向高能质子的转换。质子可以被加速到$\sim 0.1$ EeV或更高的能量，并可能通过合理的强子相互作用产生能量范围为$1$- $10$ ~ PeV的PeV中微子。采用活动星系核光度函数（LF）的“光度依赖密度演化（LDDE）”模型，理论上估计的修正的河外扩散μ介子中微子通量与IceCube水平一致，只要活动星系核总热光度（BL）的一小部分$6.56\%$可实现为PeV中微子提供能量。在具有LDDE模型LF和光子指数分布的$Λ$ ~CDM宇宙学框架中，约占总BL的$5.18\%$足以为冰立方中微子提供能量.
2022-01-03 astro-ph.CO astro-ph.HE
Cumulative Neutrino and Gamma-Ray Backgrounds from Halo and Galaxy Mergers
暗物质晕和嵌入其中的气体结构（如原星系、星系、星系团和星系团）的合并，导致了能够将宇宙射线（CR）加速到$\sim10~\rm PeV$的强烈冲击。这些冲击将通过与周围气体环境的非弹性$pp$碰撞产生高能中微子和$γ$ -射线。在这项工作中，我们研究了这些晕合并的贡献，在冰立方测量的扩散中微子流量和非耀变体部分的河外$γ$射线背景测量的$Fermi$。为了计算它们，我们制定的红移依赖的冲击速度，银河半径，晕气体含量和星系/星系际磁场的暗物质晕分布高达红移$z=10$。我们发现，高红移合并贡献了大量的宇宙射线的能量光度密度，由此产生的中微子光谱可以解释很大一部分的观察到的扩散中微子流量超过0.1 PeV的几个PeV。我们还表明，我们的模型可以在一定程度上缓解与河外$γ$射线背景的紧张局势。首先，由于大部分CR能量光度密度来自高红移，伴随的$γ$ -射线通过与宇宙微波背景（CMB）和河外背景光（EBL）的$γγ$湮灭而被更强烈地抑制。其次，轻度辐射冷却激波可能导致更硬的CR谱，谱指数为$1.5\lesssim s\lesssim2.0$。我们的研究表明，晕合并，其中一部分也可能导致合并星系中的星爆，可以是有前途的中微子发射器，而不违反现有的$Fermi$ $γ$射线约束的非耀变体的河外$γ$射线背景的组成部分。
2018-03-15 astro-ph.CO astro-ph.HE
Constrains on the extragalactic origin of IceCube's neutrinos using HAWC
冰立方发现了一个未解决的和各向同性的中微子通量在10 TeV和8 PeV之间。通常认为这种通量的起源是河外的，并且与宇宙射线的来源有关。到目前为止，还没有与某一类物体建立明确的联系。HAWC是在墨西哥中部运行的一个甚高能（VHE，或$\gtrsim$ 100 GeV）伽马射线观测站。HAWC已经研究了整个天空的2/3（$\sim8~sr)$。我们利用这一调查来寻找宇宙射线和中微子的光学薄源，负责冰立方的观测。我们已经编写了一个中微子源的宇宙学性质的模拟，FIRESONG，以表明在某些条件下，HAWC应该观察多个源。然而，HAWC在760天的寿命中只发现了2个河外天体：Mrk 421和Mrk 501。这种在河外天空中探测到的源的不足可以用来限制中微子源的性质，例如它们在局部宇宙中的密度。HAWC限制最多的情况是源密度没有变化，其中至少应该检测到8个物体，因为IceCube尚未排除这些物体。
2018-02-21 astro-ph.HE
Could a multi-PeV neutrino event have as origin the internal shocks inside the GRB progenitor star?
冰立方合作组织最初报告了37个TeV-PeV能量范围内的地外中微子的探测。重建的中微子事件是在2010年至2013年连续三年的数据采集中获得的。虽然这些事件已经被讨论为有一个河外起源，但它们没有与任何已知的来源相关。最近，冰立方合作组织报告了一个中微子诱导的μ子事件，能量为$2.6\pm0.3$ PeV，这对应于有史以来探测到的最高事件。2014年6月11日在R.A.= 110 $^\circ$ .34，12月= 11 $^\circ$ .48与任何熟悉的来源匹配。长伽玛射线暴（lGRB）通常与大质量恒星的核心坍缩有关，导致恒星内部的相对论准直喷流产生高能中微子。这些中微子与IceCube实验先前探测到的37个事件有关。在这项工作中，我们探索了参数的条件和值，以便最近检测到的最高中微子可以通过lGRB祖星内部内部冲击的质子-光子和质子-强子相互作用产生，然后在IceCube实验中检测到。考虑到内激波发生在相对论性准直喷流中，喷流的（半）张角为$θ_0\sim$ 0.1，我们发现总光度为$L\lesssim 10^{48}$ erg/s的lGRB以及Wolf-Rayet（WR）和蓝超巨星（BSG）等祖星表面的内激波有利于这种多PeV中微子的产生，虽然这个中微子可能与$L\sim 10^{50.5}$（$\sim 10^{50}$）erg/s有关，但前提是WR（BSG）的内部冲击发生在…
2015-12-21 astro-ph.HE
Multi-messenger Implications of Sub-PeV Diffuse Galactic Gamma-Ray Emission
西藏AS $γ$协作组最近测量了0.1 - 1 PeV的弥散银河γ射线通量。通量和光谱与银河宇宙射线与星际介质（ISM）之间的强子核相互作用的中性π介子衰变一致。我们从产生伽马射线的相同相互作用过程中推导出银河系漫射中微子发射的通量。我们的计算考虑了银河系内部伽马射线衰减的影响以及由于宇宙射线的光谱和分布、气体密度和ISM的红外发射造成的不确定性。我们发现银河面对全天中微子流的贡献是$\lesssim5-10\%$，约为100 TeV。在银道面区域，银河系和河外中微子的强度是相当的。我们的结果与IceCube和ANTARES合作报告的上限一致，并预测下一代中微子实验可能会观察到银河系成分。我们还表明，西藏AS $γ$的数据意味着在宇宙射线核子谱或离散源的贡献，包括Pevatron，如超泡和超新星遗迹，和PeV电子加速器的额外组件。未来在1 TeV和1 PeV之间的多信使观测对于分解亚PeV伽马射线的起源至关重要。
2021-07-06 astro-ph.HE hep-ph
Precise measurement of the cosmic-ray spectrum and $\left \langle \ln A \right \rangle$ by LHAASO -- connecting the Galactic to the extragalactic components
利用LHAASO精确测量宇宙线能谱与平均对数质量，构建模型连接银河系与河外成分，并重现从GeV到EeV的观测数据。
2024-03-18 astro-ph.HE hep-ph
Probing the Galactic Origin of the IceCube Excess with Gamma-Rays
冰立方合作组织最近报告了高能地外中微子通量的证据。在两年的运行过程中，观测到28个能量在30 TeV和1.2 PeV之间的事件，而预计只有10.6个事件来自常规大气背景。导致冰立方过剩的强子相互作用也将产生一股高能伽马射线，可以作为源方向和距离的探测器。我们表明，现有的TeV PeV扩散伽马射线的限制支持的解释，冰立方过剩主要是河外起源。然而，我们指出，伽马射线调查是有偏见的，在北半球，而最近的冰立方数据初步显示南天的偏好弱。银河系中微子源，如超新星和超超新星的残余物可能的次优势贡献与目前的伽马射线极限略有一致。这强调了未来在南半球，特别是在银河系中心周围的扩展区域，包括费米泡的扩散TeV到PeV伽马射线调查的重要性。
2014-07-15 astro-ph.HE
Problems and Prospects from a Flood of Extragalactic TeV Neutrinos in IceCube
IceCube测量到的中微子陡峭光谱从>1 PeV延伸到~10 TeV，其能流现在侵入费米各向同性GeV背景。我们研究了几个影响，从中微子生产的源能量学要求。我们展示了河外星系核的环境如何能够熄灭~10-100 TeV的伽马射线，并将其能量转换为X射线，以便在红外光度和磁场的合理条件下，费米背景不会被级联淹没。我们解决了各种方案，如加速的超大质量黑洞和强子的情况下，和观测，可能有助于阐明中微子的阴影起源。
2015-11-04 astro-ph.CO astro-ph.GA astro-ph.HE
Cosmic PeV Neutrinos and the Sources of Ultrahigh Energy Protons
冰立方实验最近探测到了第一个超过大气背景的高能中微子通量。我们研究这些中微子是否起源于与超高能宇宙射线相同的河外源。从关于光谱和味道的相当一般的假设出发，我们发现，通过π介子光生产生必要水平的中微子流，会导致质子流远低于宇宙射线数据的~10^18 eV，那里的组成是轻的，除非π/μ子在衰变前冷却。这表明有一类占主导地位的加速器允许宇宙射线逃逸，而没有显著的中微子产量。
2014-11-06 astro-ph.CO astro-ph.HE hep-ph
Centaurus A: the one extragalactic source of cosmic rays with energies above the knee
所有能量的宇宙射线的起源仍然不确定。在本文中，我们提出并探讨了一个天体物理方案，以产生宇宙射线的能量范围从低于$10^{15}$ $3 \times 10^{20}$ eV。我们在这里表明，只有我们的银河系和射电星系Cen A，每个都有自己的银河系宇宙射线粒子，但那些来自射电星系的能量被活跃的黑洞发出的喷流中的相对论激波推高，足以描述能量范围PeV到接近ZeV的最新数据。在这整个能量范围内的数据可从实验卡斯卡德，卡斯卡德-格兰德和皮埃尔俄歇天文台。这里计算出的能谱正确地再现了膝盖以外的测量光谱，与广泛持有的预期相反，不需要其他河外源人口来解释数据，即使在能量远低于一般截止预期在$6 \times 10^{19}$ eV，格赖森-扎采平-Kuzmin关闭由于与宇宙学微波背景的相互作用。我们提出了几个预测的源人口，宇宙射线的组成和传播到地球，可以在不久的将来进行测试。
2012-01-30 astro-ph.HE
PeV neutrinos from the propagation of ultra-high energy cosmic rays
本文讨论了IceCube最近观测到的PeV中微子是河外宇宙射线在穿过辐射背景时相互作用产生的可能性。我们发现，从宇宙射线质子与CMB背景的相互作用中产生的中子衰变产生的通量被抑制（$E_ν^2$ d $Φ_ν/$ d $E< 10^{-10}$ GeV/cm $^2$ s sr），与那些从与UV/光学/IR背景的相互作用中产生的π介子衰变产生的是在PeV能量占主导地位的。由重核与CMB光子的光致衰变产生的中子衰变所产生的反中微子通量也被证明是相当抑制的（$E_ν^2$ d $Φ_ν/$ d $E< 10^{-11}$ GeV/cm $^2$ s sr），而由具有UV/光学/IR背景的光子π过程产生的反中微子通量可能更大，尽管它们预计不会高于纯质子情况下可实现的通量。混合成分和低截止刚度的情况下，可以导致PeV中微子通量增强相对于那些在纯铁的情况下。我们还讨论了可能的影响，为检测这些情况下，显示出它起着温和的作用的marthow共振。
2013-01-23 astro-ph.HE hep-ph
Implication of the non-detection of neutrinos above 2PeV
冰立方望远镜已经探测到了中微子的弥散辐射，其中有20次辐射能量超过60 TeV。在本文中，我们用泊松统计来拟合漫射中微子谱，这是最适合于每个能量仓的低计数。我们扩展了拟合的能量范围，并利用了在2~PeV以上没有检测到中微子的事实，尽管在6.3PeV及更高的高灵敏度探测器周围的中微子共振。发现$α=2.9\pm 0.3$的最佳拟合幂律斜率没有高能量截止的证据。这个斜率比IceCube团队使用不同的拟合方法发现的$α=2.3\pm 0.3$更陡。如此陡峭的光谱有助于识别高能（$\gg$ PeV）中微子，如果检测到的话，是由于宇宙射线质子与河外背景光相互作用的GZK效应。我们使用GZK模型中EeV与PeV中微子的比率来表明目前检测到的PeV中微子不可能是由于GZK效应，因为这意味着应该检测到更多的高能中微子，但没有。尽管IceCube观测了1200多天，但没有探测到GZK中微子，这已经排除了（在95%的置信度下）预测$\sim1$中微子/年或更高速率的模型。我们使用这种非检测来量化GZK模型被排除的置信度，并计算额外的IceCube和（未来）ARA观察时间，如果没有检测到，将以95%的置信度排除它们。
2015-10-05 astro-ph.HE
Microquasar jet-cocoon systems as PeVatrons
Institute of High Energy Physics, Chinese Academy of Sciences（中国科学院高能物理研究所）；TIANFU Cosmic Ray Research Center（天府宇宙线研究中心）；Frontier Research Institute for Interdisciplinary Sciences, Tohoku University（东北大学前沿跨学科研究院）；Astronomical Institute, Tohoku University（东北大学天文研究所）；The Pennsylvania State University（宾夕法尼亚州立大学）；Yukawa Institute for Theoretical Physics, Kyoto University（京都大学汤川理论物理研究所）
微类星体喷流-茧系统通过剪切加速机制重新加速亚TeV宇宙射线，解释PeV及更高能量射线的起源
2025-12-05 astro-ph.HE hep-ex hep-ph
Cosmic Neutrino Pevatrons: A Brand New Pathway to Astronomy, Astrophysics, and Particle Physics
冰立方合作组织宣布观测到28个宇宙中微子候选者，这一消息引起了人们的极大兴奋。到目前为止，报告的数据与预期的大气中微子背景相差4.3σ，这提出了一个明显的问题：“这些中微子来自宇宙的哪里？“我们回顾了文献中探索的许多可能性来解决这个问题，包括银河系或河外天体的起源。为了完整起见，我们还简要讨论了新的物理过程，这些过程可以解释冰立方数据，也可以受到冰立方数据的约束。
2014-01-31 astro-ph.HE hep-ex hep-ph
The SUrvey for Pulsars and Extragalactic Radio Bursts I: Survey Description and Overview
我们描述的调查脉冲星和河外射电暴（SUPERB），正在进行的脉冲星和快速瞬变调查使用帕克斯射电望远镜。SUPERB包括实时加速搜索射电星和单脉冲搜索射电星以及快速射电暴。我们报告的观测设置，数据分析，多波长/信使连接，调查灵敏度的卫星和快速射电暴和射频干扰的影响。我们进一步报告了在该项目中发现的前10颗恒星。其中有PSR~ J 1306 $-$ 40，它是双星系统中的一颗毫秒脉冲星，在轨道的很大一部分时间里它似乎被食了。PSR~ J 1421 $-$ 4407是另一颗毫秒脉冲双星，其轨道周期为$30.7$天。这个轨道周期是在一个只有高偏心双星已知的范围内，并且理论上是预期的;尽管如此，它的轨道的偏心率为$10^{-5}$。
2017-08-14 astro-ph.HE astro-ph.IM
The SUrvey for Pulsars and Extragalactic Radio Bursts V: Recent Discoveries and Full Timing Solutions
脉冲星和河外射电暴的调查从2014年4月持续到2019年8月，覆盖了南半球中高银河系纬度的大部分地区，由帕克斯射电望远镜上的20厘米多波束接收器拍摄的9分钟点组成。截至2017年9月21日的数据已经使用标准傅立叶技术，单脉冲搜索和快速折叠算法搜索进行了搜索。我们提出了19个新发现，使该计划中的发现总数达到27个，我们报告了在帕克斯对其中26个脉冲星进行后续定时观测的结果，包括毫秒脉冲星PSR J1421-4409;微弱，高度调制的慢脉冲星PSR J1646-1910;和零脉冲星PSR J1337-4441。我们提出了新的定时解决方案，23颗星，我们报告的通量密度，调制指数，和偏振特性。
2020-06-24 astro-ph.HE
High-Energy Extragalactic Neutrino Astrophysics
冰立方天文台探测到TeV-PeV能量范围内的中微子天体物理通量，为研究极端宇宙加速器开辟了新的可能性。中微子到达方向的明显各向同性有利于这种通量的河外起源，可能是由大量遥远的来源产生的。最近发现的河外中微子发射的证据包括活动星系TXS 0506+056和NGC 1068。本文综述了高能中微子流源的研究现状，重点讨论了它在河外的贡献。我们讨论了这些意见的影响，宇宙源的多信使研究，并提出了一个展望如何通过当前和未来的仪器将有助于解决基本问题的新兴领域的高能中微子天文学的额外观测。
2022-03-24 astro-ph.CO astro-ph.HE hep-ph
Analysis of the cumulative neutrino flux from Fermi-LAT blazar populations using 3 years of IceCube data
最近发现的扩散中微子通量PeV的能量提出了一个问题，人口的天体物理源有助于这种扩散信号。一个产生高能中微子的河外候选源群是耀变体。我们目前的结果，从可能性分析搜索的累积中微子发射的Blazar人口选择与第二费米-LAT AGN目录（2LAC）使用IceCube数据集，已被优化用于检测个别来源。与之前使用IceCube进行的搜索相比，调查的人群包含多达数百个来源，其中最大的一个是由费米LAT测量的整个Blazar样本。在这些群体中没有发现明显的中微子信号。一些影响，这种非观察到的PeV扩散信号的起源将被讨论。
2015-02-10 astro-ph.HE
Multi-messenger Study of Galactic Diffuse Emission with LHAASO and IceCube Observations
针对LHAASO观测的银河系PeV伽马射线弥散发射光谱中的异常凸起，引入两个具有ECPL谱型的未解析源成分构建模型，模拟的银河系弥散中微子通量与IceCube观测一致，并估算出20 TeV处银河系中微子占天体物理中微子的约9%。
2023-09-12 astro-ph.HE
Single Millisecond Pulsars from Dynamical Interaction Processes in Dense Star Clusters
本研究利用N体模型模拟致密球状星团中的毫秒脉冲星，证明双星瓦解并非单脉冲星过量的主因，而主序星潮汐瓦解和白矮星双星并合残余物引力坍缩起主导作用。
2024-01-19 astro-ph.HE
A nearby FR I type radio galaxy 3C 120 as a possible PeV neutrino emitter
本文报告宽线射电星系 3C 120 在时间与空间上与中微子 IC-180213A 关联，且伴随强烈的 GeV γ射线耀斑与光学增亮，表明其是 PeV 中微子的候选发射源，为射电星系起源说提供初步证据。
2025-08-10 astro-ph.HE
IceCube Results and Perspective for Neutrinos from LHAASO Sources
IceCube回顾十年来发现宇宙中微子的主要成果，强调多信使观测对银河系中微子发现的重要性，并探讨结合中微子和伽马射线观测理解银河系TeV-PeV辐射的前景。
2026-05-01 astro-ph.HE
TANAMI counterparts to IceCube high-energy neutrino events
自从冰立方合作组织发现中微子通量超过大气背景以来，对天体物理来源的搜索一直在进行中。由于背景能量急剧下降，在三年的IceCube数据中检测到的PeV事件最有可能是外星起源。即使排除目前为止探测到的PeV事件，中微子通量也远高于大气背景，因此很可能许多次PeV事件起源于产生PeV事件的相同天体物理来源。我们研究了活动星系核的高能特性，这些特性与来自三年冰立方数据的中微子事件在位置上一致，并给出了4号事件的结果。IC 4是具有低角度误差（7.1 $^\circ$）和165 TeV的大沉积能量的事件。我们使用多波长数据，包括费米/LAT和X射线数据，构建宽带光谱和目前的参数化的宽带光谱能量分布与对数抛物线。假设耀变体中的X射线到γ射线辐射来源于加速质子光生π介子，那么它们的中微子光度就可以被估计出来。Fermi/LAT对弥漫的河外背景的测量给出了来自微弱的未分辨耀变体的通量贡献的估计。它们的作用使预期事件的数量增加了$\sim$ 2倍。我们的结论是，冰立方中微子IC 4，IC 14和IC 20的检测可以解释的耀变体的整体排放，即使没有单独的源产生足够的能量输出。
2015-02-10 astro-ph.HE
Very High Energy Antineutrinos from Photo-disintegration of Cosmic Ray Nuclei
宇宙线核在星光下的光致衰变导致次级反中微子的产生。我们假定银道面附近的高能宇宙线核的通量与地球附近观测到的通量相同，并计算了它们光致蜕变产生的反中微子通量。冰立方探测器测量了TeV-PeV能量范围内的中微子/反中微子通量。我们计算出的次级反中微子通量在10-100 TeV的能量范围内被发现是少得多相比，由冰立方合作检测到的通量。河外介质中辐射场强度的上限远低于银心附近。如果我们把我们的形式主义推广到河外介质，由于宇宙线的通量很低，高能宇宙线重核的光致衰变的贡献仍然是微不足道的。
2015-08-27 astro-ph.HE
