Searching for All-Scale Anisotropies in the Arrival Directions of Cosmic Rays above the Ankle
皮埃尔俄歇天文台最近报告说，在8 EeV以上的宇宙射线到达方向上探测到偶极各向异性，试验后的显著性超过5.2 $σ$。这一观测结果对脚踝以上（3-5 EeV）宇宙射线候选源的分布和组成有着深远的影响。在本文中，我们寻找存在的各向异性的所有角度尺度上的公开俄歇数据。分析遵循基于可能性的重建方法，该方法自动考虑天文台的角度接受和背景速率的变化。我们在赤道平面的最佳拟合偶极各向异性的振幅为5.3 $\pm$ 1.3%，赤经角为103 $\pm$ 15度，与皮埃尔·俄歇合作组织的结果一致。我们没有发现证据的存在中型或小型各向异性。本文概述的方法非常适合于未来的分析，宇宙射线各向异性低于脚踝，宇宙射线探测表面阵列是不完全有效的，并占主导地位的系统不确定性。
2018-08-29 astro-ph.HE astro-ph.IM hep-ex
Small-Scale Anisotropies of Cosmic Rays from Relative Diffusion
多TeV宇宙射线的到达方向在小角尺度上表现出明显的各向异性。有人认为，这种小尺度的结构可以自然地产生于宇宙射线在局部湍流磁场中的散射，这些磁场扭曲了由扩散设置的全局偶极各向异性。我们研究了宇宙射线到达方向的功率谱，并表明小尺度各向异性的强度与相对扩散的性质有关。我们提供了一个形式主义，这些功率谱可以从模拟推断，并激发一个简单的分析扩展的整体平均扩散方程，可以占的效果。
2015-12-01 astro-ph.HE hep-ph
New full-sky studies of the distribution of ultra-high-energy cosmic-ray arrival directions
本文利用TA最新数据更新并扩展了超高能宇宙线到达方向的全天空各向异性研究，引入角谐空间分析以独立测量多极矩自相关与互相关，并扫描能量阈值。
2025-07-14 astro-ph.HE
Cosmic Ray Small Scale Anisotropies and Local Turbulent Magnetic Fields
在过去的十年中，宇宙线各向异性在很宽的能量范围内和不同的角尺度上被各种实验观测到。然而，迄今尚未提出全面或令人满意的解释。宇宙射线到达地球的分布是其源的分布和粒子传播所通过的磁场的几何形状和性质的影响的卷积。一般认为，在最大角尺度上的各向异性拓扑结构是通过在结构化星际磁场中的扩散而形成的。相反，中等和小尺度的角结构可能是宇宙射线在扰动磁场中的非扩散传播的影响。特别是，一个可能的解释所观察到的小尺度的各向异性观察到的TeV的能量尺度，可能来自粒子散射在湍流磁化等离子体的效果。通过对低$β$可压缩磁流体动力学湍流中的测试粒子轨迹进行数值积分，研究了宇宙射线沿局部湍流磁场流动时，其到达方向分布受到的扰动。我们利用刘维尔定理获得在地球上的各向异性，并提供了理论框架的应用在宇宙射线到达分布的特定情况下的定理。在这项工作中，我们讨论了在这种不均匀和湍流星际磁场的传播所产生的各向异性的影响。
2016-07-25 astro-ph.HE
Anisotropies of ultra-high energy cosmic ray nuclei diffusing from extragalactic sources
我们得到了从河外源附近扩散的超高能宇宙线核到达方向的偶极各向异性。我们考虑混合成分的情况下，不同的宇宙射线核被加速到相同的最大刚度，使$E<ZE_\text{max}^p$，与$Z$的原子序数和$E_\text{max}^p$的最大质子能量。我们采用了$E_\text{max}^p\simeq 6$ EeV，以便考虑踝关节上方越来越重的成分。通过蒙特卡罗模拟，我们得到了宇宙线在河外湍流场中的各向异性，以及光衰变和其他能量损失的影响。在能量为$\sim 10$ ~EeV的情况下，对于源密度和磁场的合理值，预测了5 ~ 10%的偶极各向异性。
2015-07-23 astro-ph.HE
Anisotropies of ultra-high energy cosmic rays diffusing from extragalactic sources
我们得到了从河外源附近扩散的超高能宇宙射线到达方向的偶极各向异性。我们讨论的能量制度的空间扩散和准直线的一个导致只是角扩散在较高的能量。我们从一个单一的来源，使用两种不同的数值模拟验证的各向异性得到解析结果。对于一个方案与几个源在本地超星系团（与最近的源在一个典型的距离为几到几十Mpc），我们讨论了可能的过渡的情况下，其中各向异性占主导地位的几个源的能量低于几个EeV的制度，其中许多来源的贡献在较高的能量之间的情况。还讨论了非各向同性源分布的影响，表明它可以显着影响所观察到的偶极子。
2013-12-04 astro-ph.HE
Searches for Cosmic-Ray Electron Anisotropies with the Fermi Large Area Telescope
\textit{Fermi}卫星上的大面积望远镜（\textit{Fermi} -LAT）在运行的第一年中探测到160多万个能量超过60 GeV的宇宙射线电子/正电子。这些事件的到达方向进行了搜索的各向异性的角度尺度从$\sim$ 10 $^\circ$延伸到90 $^\circ$，并从60 GeV延伸到480 GeV的最小能量。使用两种独立的技术来搜索各向异性，均导致无效结果。各向异性程度的上限取决于分析的能量范围和各向异性的角度尺度。偶极各向异性的上限范围为$\sim0.5%$至$\sim10%$。
2011-01-10 astro-ph.HE
Small-scale anisotropies of cosmic rays from relative diffusion
多TeV宇宙射线的到达方向在小角尺度上表现出明显的各向异性。有人认为，这种小尺度结构反映了局部的，湍流磁场在全球偶极子各向异性的存在下，宇宙射线的扩散所确定的。这种效应类似于宇宙微波背景温度涨落的弱引力透镜效应。我们发现，在这个设置中的非平凡的功率谱可以与相对扩散的属性，我们研究的收敛角功率谱的稳态作为回溯时间的函数。我们还确定了稳态解的分析方法的基础上修改的BGK的anasterian。对小尺度各向异性的产生进行严格的数学处理，将有助于通过宇宙射线各向异性揭示局部磁场的结构。
2015-11-30 astro-ph.HE
Cosmic Ray Small-Scale Anisotropies in Quasi-Linear Theory
宇宙射线到达方向的分布是显著的各向同性，这是它们在磁场中反复散射的结果。然而，像IceCube和HAWC这样的高统计观测站已经揭示了在数百TeV的10，000分之一的水平上存在小尺度结构，这在宇宙射线的典型扩散模型中是不期望的。我们跟进的建议，这些小规模的各向异性是宇宙射线流在一个特定的实现的湍流磁场在我们当地的银河系附近的几个散射长度。到目前为止，这一假设主要是通过在湍流磁场中跟踪测试粒子来进行数值研究的。对于第一次，我们提出了一个分析计算，通过微扰的方法，可以预测宇宙射线到达方向的角功率谱为一个给定的湍流模型。我们说明了这种方法的一个简单的，各向同性的湍流模型，我们发现显着的协议与数值研究的结果。
2019-11-28 astro-ph.HE hep-ph
Indication of nearby source signatures of cosmic rays from energy spectra and anisotropies
银河系宇宙射线（GCR）的起源在发现一个多世纪后仍然是一个谜。带电粒子在湍流的银河系磁场中的扩散传播使我们无法追溯到它们的加速点。然而，附近的GCR源可能会在本地测量的能量谱和到达方向的各向异性上留下印记。在这项工作中，我们提出了一个简单而自然的描述GCR的生产和传播，在一个两区盘晕扩散的情况下，与附近的源，了解最新的精确测量的能谱和各向异性的GCR。我们发现，在CREAM测量的质子和氦核的能谱以及各种实验检测到的大尺度各向异性中，都出现了一个共同的能量标度$\sim100$ TeV。这些结果表明，一个或多个本地源是非常有可能的重要贡献者GCR低于$100$ TeV。该研究为通过光谱和各向异性测量的联合努力来识别GCR源提供了一种探索。
2019-10-20 astro-ph.HE
Large-scale anisotropies of extragalactic cosmic rays below the ankle
我们研究的各向异性的大角度尺度上，它可以存在于从人口的河外源到达地球的宇宙射线的通量，专注于第二个膝盖和脚踝之间的能量范围。在这个能量范围内，粒子受到银河系磁场的显著影响，然后在塑造预期的各向异性方面发挥相关作用。银河系磁场使宇宙射线的轨迹发生偏转，从而改变了银河系晕外的各向异性，特别是与观测者的平移运动有关的偶极各向异性（康普顿-吉丁效应）。此外，由于银河系的旋转，在地球观测者的参考系中，有一个银河场的电子分量，它会产生粒子动量的微小变化。这种加速依赖于宇宙射线的到达方向，因此在给定的能量范围内，它会导致观测到的通量的各向异性。我们分析了预期的振幅和相位所产生的偶极分量的流量和讨论的可能性，以解释通过这些影响的变化，在1 EeV左右的能量观察到的相位的赤经分布。
2022-11-16 astro-ph.HE
Search for Cosmic-Ray Electron and Positron Anisotropies with Seven Years of Fermi Large Area Telescope Data
费米伽马射线太空望远镜上的大面积望远镜自开始运行以来收集了有史以来最大的高能宇宙射线电子和正电子事件样本。宇宙射线电子或正电子到达方向上的各向异性可能是附近源存在的标志。我们使用了近七年的数据与能量超过42 GeV处理的通行证~8重建。目前的数据样本可以探测偶极各向异性下降到$10^{-3}$的水平。我们考虑到系统的影响，可以模仿真正的各向异性在这个水平上。我们提出了一个详细的研究的事件选择优化的宇宙射线电子和正电子用于各向异性搜索。由于没有显着的各向异性已被检测到在任何角度尺度上，我们提出的偶极各向异性的上限。目前的限制是迄今为止最强的探测附近的年轻和中年来源的存在。
2017-03-03 astro-ph.HE
Large scale distribution of arrival directions of cosmic rays detected above $10^{18}$ eV at the Pierre Auger Observatory
本文对俄歇天文台在$10^{18}$ eV以上探测到的宇宙射线到达方向分布的大尺度各向异性进行了全面的研究。这种搜索是作为一个函数的赤经和赤经在几个能量范围以上$10^{18}$ eV，并报告在偶极和四极系数。在系统的不确定性，没有显着偏离各向同性。假设任何宇宙线各向异性占主导地位的偶极子和四极矩在这个能量范围内，其振幅的上限。这些上限使我们能够挑战$10^{18}$ eV以上的宇宙射线的起源，这些宇宙射线来自密集分布在银盘中的静止星系源，并向各个方向发射主要是轻粒子。
2012-12-04 astro-ph.HE
UHECR arrival directions in the latest data from the original Auger and TA surface detectors and nearby galaxies
除了$6 \times (E/10~\mathrm{EeV})$ %量级的偶极矩外，超高能宇宙射线到达方向的分布几乎是各向同性的。尽管如此，在最高能量下，随着传播视界内可能的候选源数量和磁偏转都缩小，可能会出现较小尺度的各向异性。另一方面，通量抑制减少了可用于搜索这种各向异性的统计。在这项工作中，我们考虑了两个不同的候选源列表：附近星暴星系的样本和追踪$250~\mathrm{Mpc}$内恒星质量的2 MRS目录。我们结合表面探测器收集的数据，在皮埃尔俄歇天文台，直到2020年和望远镜阵列，直到2019年，并使用它们来测试模型，其中UHECR包括一个各向同性的背景和前景起源于候选源和随机偏转的磁场。这些模型的自由参数是能量阈值、信号分数和搜索角尺度。我们发现$11.8\%_{-3.1\%}^{+5.0\%}$的宇宙射线的到达方向与$E \ge 38~\mathrm{EeV}$俄歇或$E \gtrsim 49~\mathrm{EeV}$ TA和附近的星暴星系的位置上的${15.5^\circ}_{-3.2^\circ}^{+5.3^\circ}$角尺度上的相关性，与$4.2σ$后审判的意义，以及较弱的相关性与整体星系分布。
2021-11-24 astro-ph.HE
Search for anisotropies in cosmic-ray positrons detected by the PAMELA experiment
PAMELA探测器于2006年6月15日搭载俄罗斯Resurs-DK 1卫星发射升空。在头四年收集的数据已被用来搜索大规模的各向异性的宇宙射线正电子的到达方向。PAMELA实验允许进行全天空调查，对天球的任何角度窗口中的全球各向异性敏感。分析了刚性范围为10 GV $\leq$ R $\leq$ 200 GV的正电子数据样本。本文讨论了通过分析正电子数据与质子背景的各向异性来寻找可能的局域源的方法和结果。由此产生的到达方向的分布被发现是各向同性的。从角功率谱出发，在95% C. L.时，偶极各向异性上限δ= 0.166。是有决心的在太阳周围进行额外的搜索。没有发现与该方向相关的过量证据。
2015-10-08 astro-ph.HE
Strangelets and the TeV-PeV cosmic-ray anisotropies
几个实验（例如，Milagro和IceCube）已经报道了在TeV到PeV能量范围内银河宇宙射线到达方向分布中存在显著过量的区域。在这里，我们研究的可能性，这些热点是这些宇宙射线的特殊性质的表现，并在源附近的分子云的存在。我们提出，稳定的夸克物质块或所谓的“奇异”，可以在一个中子星过渡到一个更紧凑的天体物理对象的过程中发射。这些大质量粒子中的一小部分会在位于其源附近的分子云中通过散射或电子捕获而失去电荷，并直线传播而不会进一步衰减，因此引起云大小的各向异性。通过对中子星跃迁率、奇异子注入率和中性化率的合理假设，我们可以成功地再现观测到的热点特征及其在天空中的分布。
2013-03-05 astro-ph.HE
Large-scale anisotropies of ultra-high-energy cosmic rays measured at the Pierre Auger Observatory
本文综述 Pierre Auger 天文台对超高能宇宙线大尺度各向异性的测量，并基于19年数据讨论8 EeV以上显著偶极信号及其河外起源指示。
2025-07-25 astro-ph.HE hep-ph
Origin of Small-Scale Anisotropies in Galactic Cosmic Rays
银河系宇宙射线（CR）的到达方向是高度各向同性的。这是预期的湍流磁场在我们的银河系环境中的存在，反复散射带电的CR在传播过程中。然而，各种CR天文台已经确定了各种角度大小的弱各向异性，相对强度高达千分之一。尽管大尺度的各向异性通常由标准扩散模型预测，但小尺度各向异性的出现低至10度的角尺寸是令人惊讶的。在这篇综述中，我们总结了目前的实验情况下，大规模和小规模的各向异性。我们解决了一些问题，在比较不同的实验结果和剩余的问题，在解释所观察到的大规模各向异性。然后，我们回顾了标准的扩散图片和它的困难，在生产的小规模的各向异性。设置阶段，我们审查的各种想法和模型提出的解释小规模的各向异性。
2016-12-06 astro-ph.GA astro-ph.HE
Effects of the galactic magnetic field upon large scale anisotropies of extragalactic Cosmic Rays
到达地球的河外宇宙射线的到达方向的大尺度模式不同于通过银河磁场传播而到达银河晕的通量的到达方向。在这个过程中有两种不同的影响：轨道的偏转和（去）加速的电场组件由于银河系的旋转。宇宙线轨迹的偏转使得从某个方向到达晕的通量强度看起来是从另一个方向到达地球的。这适用于河外分布中的任何固有各向异性，或者甚至在没有固有各向异性的情况下，也适用于当观察者相对于宇宙射线静止坐标系移动时引起的偶极康普顿-吉丁各向异性。对于一个随太阳系运动的观测者来说，穿过银河系遥远区域的宇宙射线也会受到来自本地系统的相对运动（由于银河系的旋转）的电力，其中的场可以被认为是纯磁性的。这会产生粒子动量的微小变化，即使是各向同性的河外通量也会产生大尺度的各向异性。
2010-09-29 astro-ph.HE
2022 report from the Auger-TA working group on UHECR arrival directions
Auger-TA工作组利用最新数据联合搜索UHECR到达方向的大尺度各向异性及与近邻星暴星系和2MRS星表的相关性，发现UHECR到达方向与星暴星系位置存在4.7σ显著相关性。
2023-02-09 astro-ph.HE
Cosmic Ray Small Scale Anisotropies in Slab Turbulence
在宇宙线输运的标准图像中，带电宇宙射线通过湍流磁场的传播被描述为宇宙射线在磁场湍流上散射的随机行走。这与高度各向同性的宇宙射线到达方向非常一致，因为这种扩散过程有效地使宇宙射线分布各向同性。然而，像IceCube和HAWC这样的高统计观测站已经观察到了从各向同性到非常小的角尺度的显着偏差。这与宇宙射线传播的标准图像有很大的矛盾。虽然大尺度多极子自然出现，例如由于地球相对于各向同性宇宙射线分布的运动，但没有直观的机制来解释在较小角度尺度下观察到的各向异性。通过放松准线性理论的标准假设之一，并明确地处理来自不同方向的宇宙射线通量之间的相关性，我们表明，粒子通过湍流磁场传播也可以预期更高的多极。我们提出了第一个分析计算的角功率谱假设的物理动机模型的磁场湍流，并找到良好的协议与数值模拟。
2021-07-07 astro-ph.HE
Anisotropies of Ultra-high Energy Cosmic Rays Dominated by a Single Source in the Presence of Deflections
这项工作提出了一个超高能宇宙射线源分布的情况下，附近的源是唯一负责的各向异性的宇宙射线的到达方向，而其余的源只贡献各向同性。一个分析方法集中在大规模的各向异性，这是由偏转的影响，在柯尔莫哥洛夫型湍流磁场，提供更一般的结果。当使用最近的皮埃尔俄歇天文台8EeV以上的角功率谱时，在小角近似的假设下，约束模型给出了一个解，其中相对于视线的均方根偏转为$α_{\rm rms} = \left(50^{+11}_{-10}\right)^\circ$，而来自单个源的相对通量为$η=0.03\pm 0.01$。此外，解决方案可以转化为约束源的距离，光度和河外磁场强度。对于半人马座A和室女星系团得到了相干长度和RMS磁场强度之间的关系：相干长度为$~\sim 100\,\mathrm{kpc}$意味着铁占主导的成分的RMS磁场强度在$1\,\mathrm{nG}$附近，质子占主导的成分的RMS磁场强度在$10\,\mathrm{nG}$以上。我们还进行了轨道模拟与我们的公开代码CRPropa表明，我们的分析模型可以作为一个很好的近似，只要在宇宙磁场的偏转可以被描述为一个随机行走。模拟结果表明，一般结构化的领域往往抑制大规模的各向异性，特别是偶极子，在较小的尺度描述的更高的多极各向异性相比。
2019-01-08 astro-ph.HE
On the upper limits for dipole anisotropies in cosmic-ray positrons
PAMELA和AMS实验报告的能量范围从10 GeV到几百GeV的宇宙射线正电子的过剩与纯粹的次级起源不一致，需要引入源项。正电子到达方向上的各向异性的存在将是它们起源的独特标志。目前的测量是一致的各向同性和限制偶极子各向异性已经建立。在这份说明中，我们回顾了这种分析的数学基础，并提供了一个一般的约束偶极子上限可实现从一个给定的事件样本。已发表的实验极限与这个界限相矛盾。
2015-10-05 astro-ph.HE astro-ph.IM hep-ph
Anisotropies in the cosmic radiation observed with ARGO-YBJ
通过测量宇宙射线到达方向的各向异性，可以提供有关其起源和传播机制的重要信息。本文报道了在不同角尺度上对各向异性区的观测结果。特别地，在$\sim10^{\circ}$和$\sim30^{\circ}$之间尺度上的可能的各向异性的观察可以是对带电宇宙射线传播通过的磁场的未知特征的存在的推测以及对附近源对宇宙射线的总通量的潜在贡献的关键检测。在整个天空区域$195^{\circ}\leq$ R.A.有新的较弱的几度过度的证据。还报告了$\leq 315^{\circ}$。
2011-12-11 astro-ph.GA astro-ph.HE physics.space-ph
Review of the anisotropy working group at UHECR-2012
超高能宇宙射线（UHECR）的研究最近经历了一个跳跃的统计以及改进的仪器。这使得在搜索宇宙射线到达方向上的各向异性时具有更好的灵敏度。在2012年2月在欧洲核子研究中心举行的关于UHECR物理学未来方向的国际研讨会上，由相互协作的“各向异性工作组”给出的报告的书面版本中，我们报告了UHECR到达方向的各向异性搜索的现状。
2013-06-20 astro-ph.HE
Detecting ultra-high energy cosmic ray anisotropies through cross-correlations
提出了一种超高能宇宙线物理观测量：超高能宇宙线到达方向与星系映射的大尺度宇宙结构之间的谐波空间互相关功率谱。这种互相关在文献中还没有被考虑过，它允许对主要的天体物理组成部分进行直接的理论建模。我们描述了预期形式的互相关，并显示如何，如果分布的UHECR源跟踪大规模的宇宙结构，它可以更容易地检测到与当前的数据比UHECR自相关。此外，互相关是更敏感的UHECR各向异性在较小的角度尺度，更强大的系统不确定性，它可以用来确定的红移分布的UHECR源，使其成为一个有价值的工具，在确定其起源和属性。
2021-06-22 astro-ph.CO astro-ph.HE
Update on the intermediate arrival-direction analyses of the Pierre Auger Observatory
本文更新了皮埃尔·奥格天文台利用完整Phase I数据在中角尺度上的超高能宇宙线到达方向分析，并引入基于空气簇射普适性拟合和深度神经网络的刚度排序估计量以增强分析能力。
2025-07-11 astro-ph.HE hep-ph
Cosmic magnetic fields and implications for HE particle anisotropies
我回顾了已知的和推测的空间磁场，从我们的银河系环境到遥远的宇宙超越GZK地平线。这包括我们逐渐改进银河系内CR传播环境的规范，附近的宇宙在~10 Mpc内，并在100 Mpc附近到达GZK "视界"。在这些适度的星系际距离内，我们希望在CR能量高于~1019eV的情况下具有一定的指向能力，并且对于不同的物种，因为观察到的事件数量在不久的将来会在这个范围内积累。本文还讨论了GZK视界以外更广阔的星系际传播环境。它为理解其他类型的各向异性，包括HE光子，中微子，轻子等的来源，以及理解相对到达时间差异，如星系际介质中轻子光子级联产生的差异，提供了有用的背景。潜在的UHECR源的全球布局可能与宇宙细丝和空洞的大尺度结构（LSS）有关，至少在~100 Mpc范围内。可能的源候选人UHECR生产进行了讨论，在各种红移范围内z~2。讨论的候选者是活动星系核喷流源，半人马座A和更遥远的巨型射电星系，以及可能的间接作用的星系有一个强大的磁化CR气体流出，是由“星爆”，涉及多个超新星和其他高能恒星事件驱动。描述了各种分析方法。我还讨论了结果的当前状态以及近期改进它们的前景。
2010-11-22 astro-ph.HE
No longer ballistic, not yet diffusive--the formation of cosmic ray small-scale anisotropies
TeV-PeV宇宙射线的到达方向是非常均匀的，这是由于它们在湍流磁场上的散射使方向各向同性。小的各向异性可以存在于标准的扩散模型，但是，只有在最大的角度尺度。然而，像IceCube和HAWC这样的高统计观测站已经发现了从各向同性到小角度尺度的显着偏差。在这里，我们解释了小尺度各向异性的形成，考虑对宇宙射线，得到相关的运输通过相同的实现的湍流磁场。我们认为，小规模的各向异性的形成是反映的特定实现的湍流磁场所经历的宇宙射线之间的早期，弹道制度和后期，扩散制度的时间尺度。我们以两种不同的方式来处理这个问题：首先，我们在合成湍流中运行测试粒子模拟，首次覆盖了具有现实湍流参数的观测的TV刚性。其次，我们扩展了最近推出的混合矩阵方法，并确定了稳态角功率谱。在整个过程中，我们采用静磁，板状湍流。我们发现，在这两种方法在很大范围内的刚性的预测角功率谱之间的良好协议。在未来，测量小尺度的各向异性将是有价值的约束性质的湍流磁场在我们的银河系附近。
2021-11-11 astro-ph.GA astro-ph.HE
A New Maximum-Likelihood Technique for Reconstructing Cosmic-Ray Anisotropy at All Angular Scales
TeV-PeV宇宙射线的到达方向显示出微弱但显著的各向异性，相对强度为千分之一。由于各向异性很小，定量研究需要仔细地从观测中分离探测器效应。我们讨论了一个迭代的极大似然重建，同时适合宇宙射线各向异性和探测器接受。该方法不依赖于探测器模拟，并提供了一个最佳的各向异性重建位于中纬度的地基宇宙射线观测站。它特别适合于恢复偶极各向异性，这是一个重要的观测研究宇宙射线在我们的银河系中的扩散。我们还提供了一般的分析方法，恢复大型和小型的各向异性，考虑到系统的影响，地面探测器的观察。
2016-05-18 astro-ph.HE hep-ex
Neutrino oscillations in magnetically driven supernova explosions
我们研究了产生磁流体动力学（MHD）爆炸的核心坍缩超新星的中微子振荡。通过数值计算高度非球形包层中中微子的味转换，研究了爆轰各向异性通过Mikheyev-Smirnov-Wolfenstein效应对中微子出射谱的影响.在具有较大θ_（13）的倒置质量等级的情况下，我们证明了从MHD超新星的旋转轴上看电子型中微子和反中微子的存活几率（即，极方向）的方向可以与沿赤道方向的方向显著不同。从极向观察到的电子型反中微子的事件数预计将显示出最陡峭的下降，反映了磁驱动冲击的通道，所谓的高共振区。此外，我们指出，这种冲击效应，取决于原始中微子光谱，也出现在低共振区，这导致显着减少的电子型中微子信号。这反映了磁爆炸的独特性质，其特征是非常早的冲击波到达共振区，这与中微子驱动的延迟超新星模型形成鲜明对比。我们的研究结果表明，电子型反中微子和中微子信号中的两个特征，如果对银河系超新星的超级神冈号可见，可能标志着磁驱动爆炸的观测特征，可能与磁星和/或长时间伽马射线暴的形成有关。
2009-09-19 astro-ph.HE
Anisotropy studies with the Pierre Auger Observatory
本文报道了皮埃尔俄歇天文台对超高能宇宙射线到达方向各向异性的研究结果。我们提出了在EeV能量尺度的偶极各向异性的搜索结果。讨论了赤经分布中第一次谐波调制的相位和幅度的测量。对于能量大于55 EeV的宇宙射线，我们提出了一个更新的搜索它们的到达方向和从Veron-Cetty和Veron目录的活动星系核的位置之间的相关性。我们还讨论了适用于其他人口的河外天体的相关性分析的结果。最后，我们提出的搜索各向异性的数据，而不使用天文目录。
2013-08-04 astro-ph.HE
Highlights from Telescope Array
本文回顾了望远镜阵头三年的观测结果。讨论了超高能宇宙射线的能谱、质量组成和到达方向的各向异性。利用荧光探测器、表面探测器的数据以及利用这两种数据的混合簇射重建技术，确定了能量在$10^{18}$ eV以上的宇宙射线的能谱。踝结构在$10^{18.7}$ eV处清晰可见。第二个弯曲点也被确定，在那里宇宙射线的通量开始减少，光谱指数从$E^{-2.68}$到$E^{-4.2}$的变化。使用荧光探测器数据对簇射发展的研究表明，质子在$10^{18.2}$ eV以上的宇宙射线中占主导地位。在宇宙射线的到达方向上没有发现明显的各向异性。我还提出了进一步的实验扩展正在开发的望远镜阵列网站。
2011-11-10 astro-ph.HE
Cosmic ray anisotropies to 5 PeV
几个大型宇宙射线（CR）探测器最近提供了CR的到达方向的数据，这些数据与过去几十年记录的数据一起，可以以合理的精度和更高的能量导出一次谐波的振幅和相位。我们发现各种测量之间具有高度的一致性。新的数据表明，在能量高于~0.1 PeV时，CR各向异性发生变化。第一谐波的振幅上升到3 TeV，然后减小并再次开始上升。相位的方向也改变为相反的方向。理解的措施如下使用二维地图的CR超出平均背景。当CR的能量接近PeV区域时，多余的CR从银河反中心向银河中心的相反方向移动。这种潜在的CR源的超新星Monogem环和船帆座，这可能有助于解释一些观测结果的可能作用进行了讨论。
2013-03-12 astro-ph.GA astro-ph.HE
The Dipole Anisotropy of Galactic Cosmic Rays
银河系宇宙射线的到达方向在不同的角尺度上表现出千分之一的各向异性。最近对TeV-PeV宇宙射线的观测表明，偶极各向异性具有很强的能量依赖性，在100 TeV附近出现相位翻转。我们认为，这种行为可以很好地理解的各种效应的组合：宇宙射线的各向异性扩散，附近的源的存在下，康普顿-Getting效应从我们的相对运动和地面观测站的重建偏差。
2018-11-20 astro-ph.HE
The large-scale anisotropy and flux (de-)magnification of ultra-high-energy cosmic rays in the Galactic magnetic field
本研究利用新银河系磁场模型计算UHECR到达方向，发现偶极分量降低源于河外通量峰值与去放大边界重合，为探测源分布和磁场提供新工具。
2024-11-05 astro-ph.HE
Constraints on UHECR sources and extragalactic magnetic fields from directional anisotropies
本文利用超高能宇宙线到达方向的偶极各向异性幅度和小尺度各向异性上限，结合 Cosmic Flows 2 密度分布及精确传播模型，约束河外磁场强度和 UHECR 源密度或事件率，并发现源密度相对物质分布几乎无偏置。
2024-04-29 astro-ph.HE
A roadmap for searching cosmic rays correlated with the extraterrestrial neutrinos seen at IceCube
我们已经建立了一个天空地图，它应该是预期的120 EeV的宇宙射线宇宙射线（UHECR）的到来方向与最新的天体物理中微子轨道在冰立方，这是作为点源观察到的。为了计算这些到达方向，我们考虑了银河系和河外磁场对宇宙射线偏转的贡献，以及与当前预期兼容的UHECR成分。我们采用Jansson-Farrar JF 12模型计算银河磁场，河外磁场强度为1 nG，相干长度为1 Mpc。我们观察到，银河系平面以外的区域与中微子轨道的相关性更强，而不是邻近或其中的区域，前者是寻找UHECR通量过度或各向异性的良好候选者。此外，作为一个例子，我们集中在150 EeV的UHECR到达方向的区域，该区域与位于北半球远离银道面的$(l,b)=(-137.1^\circ,65.8^\circ)$的冰立方事件37相关，得到了角大小$\sim 5^\circ$，对于200 EeV为$\sim 3^\circ$，对于120 EeV为$\sim 8^\circ$。本文提出的结果代表了一个有用的UHECR过量搜索天空地图指南。
2020-05-19 astro-ph.HE
Spectrum and anisotropies of Galactic cosmic rays: a laboratory for magnetic fields
通过研究银河宇宙射线的谱和各向异性，揭示磁暴结构的未知领域，并为未来研究提供新视角。
2025-12-04 astro-ph.GA astro-ph.HE
Measurements of cosmic rays at the highest energies with the Pierre Auger Observatory
本文综述了俄歇天文台的现状和最近的观测结果。描述了能谱并讨论了其特征。我们报告的搜索各向异性的宇宙射线到达方向在大尺度上，并通过相关的天体目录。我们还提出了搜索各向异性的数据，而不使用天文目录。讨论了10^{18} eV附近质子-空气截面的首次测量。最后，质量组成是解决与测量的簇射最大的能量和μ子密度在地面上的深度的变化。
2013-09-05 astro-ph.HE
Highlights from the Pierre Auger Observatory (ICRC2019)
皮埃尔·俄歇天文台收集了15年多的数据，积累了世界上最大的高能宇宙射线（UHECR）照射量。UHECR的能谱已被测量到$10^{20.2}$ eV，并利用天文台的荧光和表面探测器对其质量组成进行了研究。对UHECR到达方向的分析使我们能够在三十多年的能量中测量它们的大尺度各向异性。目前正在进行中等尺度各向异性的搜索，暴露量约为$100,000$ km $^2$ sr yr。首次获得了$4 \times 10^{18}$ eV以上倾斜空气簇射中μ子数量的波动，而$10^{17.5}-10^{18.3}$ eV能量范围内的更多信息来自天文台地下散射器对μ子的直接测量。此外，我们还讨论了中性粒子通量的极限和从瞬变天体物理源中寻找UHE中微子的结果。目前的结果所开辟的新视角要求对天文台进行升级，其主要目的是收集关于最高能量宇宙射线的基本质量的新信息，以了解观测到的通量抑制的起源。介绍和讨论了天文台AugerPrime升级的进展情况。
2019-09-24 astro-ph.HE
Search for magnetically-induced signatures in the arrival directions of ultra-high-energy cosmic rays measured at the Pierre Auger Observatory
我们在皮埃尔俄歇天文台探测到的超高能宇宙射线的到达方向上寻找磁致效应的信号。我们采用两种不同的方法。一种是搜索事件集，这些事件集显示它们的到达方向与它们的能量的倒数之间的相关性，如果它们来自相同的点状源，它们具有相同的电荷，并且它们的偏转相对较小且相干，则这将是预期的。我们将这些事件集合称为“多重事件”。第二种方法，称为“推力”，是一种主轴分析，旨在检测感兴趣区域中的细长图案。我们使用基准模拟研究这两种方法的灵敏度，并将其应用于两种不同搜索中的数据。第一次搜索是假设附近的活动星系核和星暴星系作为源候选者。二是全天候盲查。我们报告的结果，我们没有发现统计上显着的功能。我们讨论了这些结果的兼容性与皮埃尔俄歇天文台的数据推断的质量组成的迹象。
2020-07-27 astro-ph.HE
Rare Transients in Nearby Galaxies Explain Ultra-high-energy Cosmic Rays
近邻星系中的稀有暂现源可解释超高能宇宙射线的各向异性、成分和能谱特征
2025-12-06 astro-ph.HE
The Pierre Auger Observatory: new results and prospects
超高能宇宙射线是直接测量到的能量最高的粒子，其数量级比大型强子对撞机所获得的要高。皮埃尔·奥杰天文台正在揭示它们的性质和起源的长期谜团。本文简要介绍了UHECR的能谱和质量组成、光子和中微子通量的限制、UHECS到达方向的各向异性研究以及高能强子模型的约束等最新研究结果。本文将以天文台的升级：AugerPrime作为结束。
2018-08-02 astro-ph.HE astro-ph.IM hep-ex
Constraints on the origin of cosmic rays above $10^{18}$ eV from large scale anisotropy searches in data of the Pierre Auger Observatory
本文报道了皮埃尔俄歇天文台在$10^{18}$ eV以上探测到的宇宙射线到达方向分布中的大尺度各向异性。第一次，这些大规模的各向异性搜索作为一个功能的赤经和赤经，并表示在偶极子和四极矩。在系统的不确定性，没有显着偏离各向同性。偶极和四极振幅的上限推导出的假设下，任何宇宙射线的各向异性占主导地位的这种时刻在这个能量范围内。这些上限限制了$10^{18}$ eV以上的宇宙射线的产生，因为它们使我们能够挑战密集分布在银盘中的静止星系源的起源，并向各个方向发射主要是轻粒子。
2012-12-13 astro-ph.HE
Revisiting Propagation Delays of Ultra-High-Energy Cosmic Rays from Long-lived Sources
本文重新研究超高能宇宙线在河外传播中的时间延迟，发现其可与AGN活动周期相当甚至更长，从而削弱源关联，并探讨其对化学组成和河外磁场约束的意义。
2025-06-15 astro-ph.HE
AstroParticle Physics at the Highest Energies
最近的国际努力使我们更接近揭开宇宙射线起源的百年之谜。宇宙射线、伽马射线和中微子观测站正在达到必要的灵敏度，以研究最高能量的宇宙加速器，并开始使用宇宙粒子研究实验室能量以上的粒子相互作用。已知的伽马射线源的数量已经增加了几个数量级。可能的宇宙射线源已经缩小了与脚踝和GZK一样的光谱特征在最高能量的确认。中等能量宇宙射线到达方向分布的各向异性显示了银河系复杂的局部邻域。在最高能量下，粒子天文学的曙光仍然是具有挑战性的，而与成分有关的测量则指向成分的变化或宇宙射线在高能下的相互作用。要想清楚地解开中微子能量之谜，需要大量增加宇宙射线和中微子观测的统计数据。
2012-03-15 astro-ph.HE
The UHECR dipole and quadrupole in the latest data from the original Auger and TA surface detectors
超高能宇宙射线的来源仍然是未知的，但假设标准物理学，它们预计位于距离我们几百兆秒差距之内。事实上，在宇宙学距离上，宇宙射线会因与背景光子的相互作用而损失能量，损失的速率取决于它们的质量数和能量以及光核相互作用和光子背景的性质。在这样的尺度下，宇宙是不均匀的，因此宇宙射线到达方向的分布被认为反映了星系分布的不均匀性;能量损失长度越短，预期的各向异性越强。银河系和星系间的磁场会使图像模糊和扭曲，但最大尺度的各向异性，即偶极子和四极矩的大小，对它们的影响最鲁棒。除了全天空覆盖之外，不考虑任何高阶多极子而无偏差地测量它们是不可能的。在这项工作中，我们实现了这三个能量范围内（约8- 16 EeV，16- 32 EeV，和32- $\infty$ EeV）相结合的表面探测器收集的数据在皮埃尔俄歇天文台，直到2020年和望远镜阵列（TA），直到2019年，完成升级的阵列与新的闪烁体探测器。我们发现，通过结合俄歇和TA数据实现的全天空覆盖减少了一半的偶极子和四极子的南北分量的不确定性相比，俄歇只有结果。
2021-11-29 astro-ph.HE
Observation of Cosmic Ray Anisotropy with Nine Years of IceCube Data
冰立方天文台在2011年5月至2020年5月的最终配置中收集了超过5770亿次宇宙射线诱导的μ子事件。我们使用这个数据集提供了一个前所未有的统计准确的宇宙射线到达方向分布图在南半球的TeV-PeV能量范围尺度。事件统计的这种增加使得有可能在更高的宇宙射线能量和更小的角尺度上扩展对各向异性的灵敏度。它还将有助于更详细地评估观测站在短期和长期尺度上的稳定性。这将使我们能够研究宇宙射线各向异性的时间变化，以年为基础，并在整个数据采样周期，涵盖了太阳周期24的大部分。我们展示了扩展事件样本研究的初步结果。
2021-07-23 astro-ph.HE
Observation of CR Anisotropy with ARGO-YBJ
宇宙线到达方向各向异性的测量为宇宙线的传播机制和源的识别提供了重要的信息。在本文中，我们报告的观察各向异性区域在不同的角度尺度。特别是，在$\sim$ 10 $^{\circ}$和$\sim$ 30 $^{\circ}$之间的尺度上观察到可能的各向异性，表明带电宇宙射线传播通过的磁场存在未知特征，以及附近源对宇宙射线总通量的潜在贡献。在整个天空区域$195^{\circ}\leq$ R.A.有新的较弱的几度过度的证据。$\leq 315^{\circ}$为首次报道。
2011-12-14 astro-ph.HE hep-ex
New insights from old cosmic rays: A novel analysis of archival KASCADE data
KASCADE空气簇射实验收集的宇宙线数据在质量和统计数据方面可与现代观测站的数据相媲美。我们提出了一种新的质量组成分析的基础上获得的档案数据从1998年到2013年由KASCADE宇宙射线数据中心（KCDC）。该分析基于KCDC提供的模拟数据训练的现代机器学习技术。我们提出的光谱为个别群体的主要核，搜索的各向异性的事件到达的方向，考虑到质量组成的结果，并搜索伽玛射线的候选人在PeV的能量域。
2021-08-07 astro-ph.HE astro-ph.IM
The Fortuitous Latitude of the Pierre Auger Observatory and Telescope Array for Reconstructing the Quadrupole Moment
确定最高能量宇宙射线到达方向的各向异性是天体物理学中的一项重要任务。将天空划分为球谐函数作为各向异性的度量是常见和有用的。两个最低的非平凡球谐函数，偶极子和四极子，是特别感兴趣的，因为这些分布封装了一个占主导地位的单一源和一个平面的源，以及提供相对较高的统计。目前，探测超高能宇宙射线的最佳实验都是在地面上进行的，由于地球上的固定实验地点，天空中的照射量极不均匀。这种不均匀的曝光增加了推断各向异性的复杂性和误差。事实证明，存在一个实验的最佳纬度，在这个纬度上，非均匀曝光不会削弱四极矩的影响。我们推导出了最佳纬度，并发现（可能是偶然的巧合）这个最佳纬度贯穿了南半球最大的宇宙线实验皮埃尔俄歇天文台（PAO），并接近北半球最大的宇宙线实验望远镜阵列（TA）。因此，假设四极分布，PAO和TA可以重建宇宙线的四极分布，以高精度，而不考虑他们的部分天空曝光。
2015-05-30 astro-ph.GA astro-ph.HE
Spatial coincidence between ultra-high energy cosmic rays and TeV gamma rays in the direction of GRB 980425/SN 1998bw
本研究发现GRB 980425/SN 1998bw与Pierre Auger合作组UHECR磁致效应盲搜的最高显著性感兴趣区空间重合，且该方向存在延迟TeV辐射，二者偶然重合的概率极低，为GRB作为UHECR加速源提供了观测支持。
2023-04-25 astro-ph.HE
A composition-informed search for large-scale anisotropy with the Pierre Auger Observatory
本文利用皮埃尔·奥格天文台数据，通过将超高能宇宙线按成分分为轻、重元素子集，结合空气簇射普适性和深度学习两种成分估计方法，研究大尺度各向异性中的成分特征，并评估在源无关模型下测量不同成分群体间偶极振幅分离的可行性。
2025-07-11 astro-ph.HE
