Constraining axion-like particles with the diffuse gamma-ray flux measured by the Large High Altitude Air Shower Observatory
冰立方实验对极高能量中微子的探测支持了来自相同宇宙加速器的可比较的伽马射线对应物的存在。假设这些粒子的来源是河外起源，那么发射的光子流在宇宙距离上传播时会被大量吸收。然而，在光子与超轻类轴子粒子（ALP）混合的情况下，这种预期将被强烈修改。值得注意的是，宿主星系中的光子-ALP转换会产生一个ALP通量，它在河外空间中不受阻碍地传播。然后，ALP在银河系磁场中的反向转换导致了扩散的高能光子通量。在这种情况下，最近探测到的扩散高能光子通量的大型高海拔空气簇射天文台（LHAASO）允许我们排除在$95\%$ CL的ALP光子耦合$g_{aγ}\gtrsim 3.9-7.8 \times 10^{-11}~\mathrm{GeV^{-1}}$的$m_{a}\lesssim 4\times10^{-7}~\mathrm{eV}$，这取决于假设的磁场和原始的伽马射线光谱。这个新的约束是互补的，与其他ALP约束从非常高的能量伽马射线实验和未来的实验的灵敏度。
2022-06-17 astro-ph.HE hep-ph
Constraining Dark Matter and Ultra-High Energy Cosmic Ray Sources with Fermi-LAT Diffuse Gamma Ray Background
利用Fermi LAT对各向同性$γ$射线背景（IGRB）的最新测量结果，分析了未分辨点$γ$射线源对IGRB的贡献，建立了超高宇宙射线（UHECR）起源模型的约束条件。我们还计算了最小的预期扩散$γ$射线通量产生的UHECR与星际光子背景的相互作用。最后，为子类的暗物质（DM）模型与衰减的弱相互作用大质量粒子（WIMP），我们建立约束的粒子衰变时间使用最小的预期贡献IGRB未解决的点$γ$射线源和UHECR。
2016-08-26 astro-ph.HE
Model of Cosmic Ray Propagation in the Milky Way at the Knee
提出一种银河系各向异性宇宙线传播新模型，发现膝区能谱具有时空依赖性且PeV宇宙线分布呈团块状不均匀，对极高能伽马射线和中微子通量的计算与解释具有重要意义。
2023-05-17 astro-ph.HE
Olber's Paradox for Superluminal Neutrinos: Constraining Extreme Neutrino Speeds at TeV-ZeV Energies with the Diffuse Neutrino Background
在狭义相对论中，唯一不变的速度是c;因此，如果一些中微子的运动速度超过c，即使是微小的速度，正常的狭义相对论是不完整的，任何超光速都是可能的。我推导出了高能中微子超光速速度v >> c的极限，注意到这样的速度会增加中微子视界的大小。可见宇宙体积的增加导致了更明亮的天体物理中微子背景。未检测到来自恒星形成星系和高能宇宙射线（UHECR）的“保证”中微子背景，限制了TeV-ZeV能量的v/c。我发现，在60 TeV的未检测到的中微子从恒星形成星系的v/c <= 820。从UHECR中微子的未检测约束v/c小于2500在0.1 EeV的悲观模型和小于4.6在4 EeV的乐观模型。UHECR中微子背景未检测到与OPERA结果到EeV能量的天真二次外推强烈不一致。这些限制适用于一些警告，特别是预期的π介子中微子背景存在，中微子通过探测器时的速度比c快。随着对预期中微子背景的更好理解和新的实验中微子背景限制，它们可以得到实质性的改进。我还指出，极端的亚光速将导致中微子背景强度比预期的小得多。
2011-11-15 astro-ph.HE hep-ph
An Alternative Approach for Constraining the Galactic Magnetic Field and the Interstellar Radiation Field
高能宇宙线电子和正电子在银河系中传播时，主要通过星际辐射场（ISRF）的逆康普顿散射（ICS）和银河系磁场（GMF）的同步辐射损失能量。由这两种主要的能量损失机制所发射的光子分别贡献于漫射的银河伽马射线和无线电波。ISRF和GMF分布的变化对整个银河系宇宙线电子和正电子的光谱有相当大的影响。这种影响既可以通过测量宇宙射线电子和正电子的局部通量局部地揭示出来，也可以通过观察弥散伽马射线和无线电波的光谱和形态在全球范围内揭示出来。在本文中，我们量化了这种影响，并得出结论，AMS-02，\textit{Fermi}和H.E.S.S实验的最新数据是强大的，足以交替应用于约束性能的ISRF和GMF。
2017-09-12 astro-ph.HE hep-ph
Microquasars as the major contributors to Galactic cosmic rays around the "knee"
本研究提出强微类星体是银河系主要PeV加速器，建模发现约10个活跃强微类星体即可解释宇宙线“膝”区质子流、能谱特征及LHAASO观测的高能伽马射线数据，支持相关宇宙线加速范式。
2025-10-01 astro-ph.HE
Constraining Very Heavy Dark Matter Using Diffuse Backgrounds of Neutrinos and Cascaded Gamma Rays
我们认为，从最近的费米伽马射线和冰立方中微子观测各向同性背景辐射的超重暗物质（VHDM）的多信使约束。扩散伽马射线背景（DGB）的费米数据显示，在非常高的能量（VHE），我们称之为“VHE过剩”相对于预期的衰减幂律外推从较低的能量可能无法解释的功能。我们表明，VHDM可以解释这种过剩，中微子观测将是一个重要的工具来测试这种情况。更保守地说，我们推导出了质量为10^3-10^10 GeV的VHDM性质的新约束。这些通用的边界遵循我们在其他地方开发的伽马射线和中微子的宇宙能量预算约束，基于对宇宙电磁级联和中微子探测率的详细计算。我们表明，结合伽马射线和中微子的数据是必不可少的VHDM属性的约束既强大又强大。在较低的质量范围内，我们对VHDM湮灭和衰变的约束与其他结果相当;然而，我们的约束继续到更高的质量，在那里它们变得相对更强。
2012-10-02 astro-ph.CO astro-ph.HE hep-ph
Sharp knee phenomenon of primary cosmic ray energy spectrum
初级能谱模型进行了测试，在1-200 PeV的能量范围内使用标准化的广泛的空气簇射响应BASJE-MAS，西藏，伽马和KASCADE闪烁簇射阵列。结果指向两个组件的起源观测到的宇宙射线能谱在膝盖区域（GAPS光谱模型）组成的脉冲星组件叠加在刚性依赖的幂律扩散星系通量。双分量能谱模型解释了在50-100 PeV范围内的尖膝簇射谱现象和观测到的全粒子能谱的不规则性。另外，测试的多人口的初级能谱预测的非线性扩散冲击加速（DSA）模型描述了观察到的簇射谱在膝盖区域提供的截止磁刚度的加速粒子是6.0+/-0.3 PV和45+/-2 PV的前两个人口分别。两个测试的光谱模型证实了观测到的簇射光谱膝的主要H-He原生核起源。根据原始氢、氦、类氧和类铁核能谱的相应参数化、550-1085 g/cm ^2大气斜深范围内标准化簇射谱响应和近垂直μ介子截断谱，利用反问题解对测试能谱参数进行了估算。
2014-10-04 astro-ph.HE
X-ray Binaries: a potential dominant contributor to the cosmic ray spectral knee structure
Institute of High Energy Physics, Chinese Academy of Sciences（中国科学院高能物理研究所）；University of Chinese Academy of Sciences（中国科学院大学）；National Astronomical Observatories, Chinese Academy of Sciences（中国科学院国家天文台）；Southwest Jiaotong University（西南交通大学）；Tangshan University（唐山学院）；TIANFU Cosmic Ray Research Center（天府宇宙线研究中心）
X射线双星可能成为宇宙射线能谱膝部结构的主要贡献者，通过分析其径向分布和能量谱，研究其对高能宇宙射线的影响。
2025-12-19 astro-ph.HE
Pion decay model of TIBET-AS$γ$ PeV gamma-ray signal
西藏-AS $γ$合作最近报告了一个测量弥漫$γ$ -射线通量从外银河系盘的能量范围达到PeV。我们用费米/LAT测量来自同一天空区域的漫射通量来补充这个测量，并研究了费米/LAT+Tibet-AS $γ$组合谱的π衰变模型。我们发现，在这样一个模型的平均宇宙射线谱在银河系外盘具有相同的特征的本地宇宙射线谱。特别是，它在几百GV刚度下经历硬化，在PV刚度范围内经历膝关节特征。在断裂点上方的平均宇宙射线谱的斜率接近于氦谱$γ\simeq 2.5$的局部观测斜率，但在相同的刚性范围内比局部质子谱的斜率更硬。虽然费米/LAT和Tibet-AS $γ$数据的结合表明在平均宇宙线谱中存在膝关节，但数据的质量还不足以研究膝关节形状和宇宙线组成。
2021-08-17 astro-ph.HE
LHAASO sensitivity for diffuse gamma-ray signals from the Galaxy
本文估算了LHAASO望远镜在多TeV-多PeV能量范围内对大角尺度弥散γ射线通量的灵敏度。我们讨论了在这个能量范围内的信号的可能来源，包括保证从宇宙射线在星际介质的相互作用和可能的通量从衰减的暗物质通量。我们表明，LHAASO将能够检测到高银河系纬度地区的扩散宇宙射线诱导的伽马射线通量，从而提供坚定的识别银河宇宙射线成分的天体物理中微子信号检测冰立方和澄清的性质的膝盖特征的宇宙射线谱。通过比较扩散通量灵敏度与暗物质衰变产生的扩散伽马射线通量，我们发现LHAASO能够探测到PeV-EeV质量的暗物质粒子衰变到3e 29 s的伽马射线信号。
2020-01-31 astro-ph.HE
Constraining Super-Heavy Dark Matter with the KM3-230213A Neutrino Event
Gran Sasso Science Institute (GSSI)（格兰萨索科学研究所）；INFN-Laboratori Nazionali del Gran Sasso (LNGS)（意大利国家核物理研究所-格兰萨索国家实验室）
利用KM3-230213A中微子事件，通过多信使约束方法对超重暗物质寿命提出最严格限制，并揭示银河系中微子通量在暗物质研究中的潜力。
2026-02-12 astro-ph.HE hep-ph
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
Constraining the contribution of Seyfert galaxies to the diffuse neutrino flux in light of point source observations
Max Planck Institute for Physics（马克斯·普朗克物理研究所）；TUM School of Natural Sciences, Technical University of Munich（慕尼黑工业大学自然科学院）；Institutt for fysikk, Norwegian University of Science and Technology（挪威科技大学物理系）；Max Planck Institute for Extraterrestrial Physics（马克斯·普朗克地外物理学研究所）
研究利用中微子和γ射线数据，发现赛弗特星系可能解释观测到的低能中微子通量，但高湍流和高宇宙射线压力的场景被排除。
2026-03-11 astro-ph.HE
Constraining baryon loading efficiency of AGNs with diffuse neutrino flux from galaxy clusters
本文研究星系团中宇宙线扩散并计算其弥漫中微子流强，利用IceCube对未分辨TeV-PeV中微子流强的上限，将星系团平均重子加载因子限制在约2×10⁻³–0.1，比后发座γ射线观测约束更严格。
2023-09-17 astro-ph.HE
LHAASO protons versus LHAASO diffuse gamma-rays: a consistency check
本研究首次检验LHAASO膝区质子能谱与银河系弥散γ射线观测的一致性，发现模型预测流量显著超出观测数据，挑战传统宇宙线与γ射线关联图景，推动TeV-PeV能段宇宙线模型修正。
2025-08-29 astro-ph.HE
Constraining the Emissivity of Ultrahigh Energy Cosmic Rays in the Distant Universe with the Diffuse Gamma-ray Emission
在宇宙学距离上发射的能量大于10 ^19 eV的超高宇宙射线（UHECR）会被宇宙微波和红外背景辐射通过光强过程衰减。如果河外磁场像纳高斯一样强，那么由于扩散，较低能量的河外宇宙射线（~10^18-10^19 eV）在哈勃时间内只能传播小于~Gpc的线性距离。这使得我们无法直接观测到宇宙中的大多数UHECR，因此观测到的UHECR强度仅反映了附近宇宙中数百Mpc范围内的发射率。然而，遥远宇宙中的UHECR通过与宇宙背景光子的相互作用，产生UHE电子和伽马射线，这些电子和伽马射线反过来引发宇宙背景光子的电磁级联。这种次级级联辐射形成了河外扩散GeV-TeV伽马射线辐射的一部分，与原始的UHECR不同，它是可以观测到的。受费米/LAT对河外弥漫伽马射线背景辐射的新测量的启发，我们通过要求它们产生的级联辐射不超过观测水平，获得了遥远宇宙中UHECR发射率的上限。通过与候选UHECR源（如伽玛暴和活动星系核）在高红移下的γ射线发射率的比较，我们发现，所获得的平坦质子谱的上限比伽玛暴中的γ射线发射率大~10^1.5倍，比BL Lac天体中的γ射线发射率小~10倍。在铁核组成的情况下，导出的上限的UHECR发射率是一个因素的3-5倍。进一步得到了宇宙成因中微子通量的鲁棒上限，这是冰立方探测器和下一代探测器JEM-EUSO勉强可以达到的。
2011-07-22 astro-ph.HE
Constraining gamma-ray propagation on cosmic distances
研究伽马射线在宇宙学距离上的传播涉及多个科学领域，重点是扩散辐射场，如河外背景光，大尺度宇宙磁性的探测，以及宇宙学和粒子物理学标准模型之外的物理学。简要回顾了机载和地面仪器对伽玛耀变体的测量、限制和观测启示。这些观测结果表明，伽马射线宇宙学是切伦科夫望远镜阵列CTA的主要科学案例之一。
2013-10-10 astro-ph.CO astro-ph.HE hep-ph
Two kinds of Galactic source populations could explain the cosmic-ray observation up to the "knee" region
Beihang University（北京航空航天大学）；Institute of High Energy Physics, Chinese Academy of Sciences（中国科学院高能物理研究所）；University of Chinese Academy of Sciences（中国科学院大学）
研究提出一个双组分源模型，用于解释到PeV范围内的宇宙射线谱和成分，指出在约100 TeV以下，超新星残骸是主要来源，而在更高能量下，微类星体是主要候选群体，该模型能解释最新的测量数据，而核依赖截断假设被数据排除。
2026-05-18 astro-ph.HE
Constraining primordial black hole masses with the isotropic gamma ray background
原始黑洞可以代表$10^{17}-10^{22}\,$ g窗口中的全部或大部分暗物质。在这里，我们提出了一个扩展的PBH的质量$10^{13}-10^{18}\,$ g所产生的各向同性扩散伽马射线背景的约束。原始黑洞通过发射不超过观测背景的霍金辐射而蒸发。从Schwarzschild黑洞的单色分布推广到Kerr旋转黑洞的扩展质量函数，我们证明了对于近极值黑洞，这个质量窗口的下半部分是封闭的.
2019-07-03 astro-ph.CO astro-ph.HE hep-ph
Constraining the fraction of Compton-thick AGN in the Universe by modelling the diffuse X-ray background spectrum
本文从漫射X射线背景（XRB）谱的模拟出发，研究了康普顿厚度（CT）活动星系核在宇宙中所占比例的约束条件。我们提出了一个模型的XRB的合成，作为输入的活动星系核X射线光谱库所产生的蒙特卡罗模拟所描述的Reynman和Nandra。这对于解释致密介质中X射线光子的康普顿散射以及该过程对被遮蔽活动星系核光谱的影响至关重要。我们确定了少量的输入参数的XRB合成代码封装在重建的XRB频谱的不确定性的最低水平。这些参数是活动星系核的本征X射线谱的幂律指数和高能截止值、活动星系核谱中反射分量的能级以及CT活动星系核在宇宙中的比例。然后，我们映射的空间允许这些参数的体积由目前的观测范围在3-100千电子伏的XRB光谱。CT活动星系核的分数是最不受约束的参数之一。对于5- 50%范围内的CT分数，可以在68%置信水平下获得与XRB光谱的统计学上可接受的拟合。这是因为输入参数之间的退化XRB合成代码和活动星系核光谱（如反射）的建模中的不确定性。最有希望限制宇宙中CT活动星系核比例的途径是通过在高能（> 10 keV）巡天中直接探测这些源。结果表明，在SWIFT/BAT调查中发现的CT源的观测分数，限制了CT活动星系核的本征分数，至少在低红移，10-20%（68%的置信水平）。我们还对当前和未来的X射线任务有望发现的CT源的数量密度进行了预测。测试这些预测将限制作为红移函数的CT AGN的本征分数。
2012-09-24 astro-ph.CO astro-ph.HE
Diffuse Galactic gamma ray flux at very high energy
对银河系扩散伽马射线通量的观测是研究银河系不同区域宇宙射线的最有力工具，因为光子的能量和角分布编码了整个银河系相对论粒子的密度和光谱形状的信息。一个具有根本重要性的公开问题是，银河系遥远区域的宇宙射线是否具有在地球上观察到的相同光谱形状。如果质子和原子核的光谱形状在整个银河系中都是相等的，那么漫射伽马射线通量中占主导地位的强子成分的角分布，在校正吸收效应之后，一定是与能量无关的。为了在实验上研究扩散通量的能量和角度依赖性的这种因式分解的有效性，有必要在非常宽的能量范围内比较观测结果。将观测扩展到能量为$E_γ\simeq 0.1$ -10 ~PeV的范围是非常有趣的，因为它允许研究被称为“膝盖”的特征周围的宇宙射线谱。在这个能量范围内的光子的吸收概率是不可忽略的，并且扭曲了漫射通量的能量和角分布，因此，对吸收效应的精确计算对于数据的解释是必要的。在这项工作中，我们提出了在非常高的能量，宇宙射线能谱的空间依赖性的不同假设下构建的漫射伽马射线通量的预测，并讨论了目前和未来的探测器的观测的潜力。
2018-04-26 astro-ph.HE
Constraints on Ultra-heavy DM from TeV-PeV gamma-ray diffuse measurements
本研究利用HAWC和LHAASO的TeV-PeV伽马射线弥散观测，结合逆康普顿与瞬发发射建模及天体物理背景，对超重暗物质（TeV-PeV）设定了强约束，其效果媲美并超越现有最强限制。
2025-09-11 astro-ph.CO astro-ph.HE hep-ph
Constraining the baryon loading factor of AGN jets: implication from the gamma-ray emission of the Coma cluster
高能宇宙射线可以在活动星系核（AGN）的相对论喷流中被加速，而活动星系核是由超大质量黑洞提供能量的。从吸积黑洞到相对论性CR重子的重子装载效率目前还没有得到很好的观测约束。由于活动星系核喷注注入的重子被完全限制在星系团中，并通过强子过程与团内介质充分相互作用，产生弥散的$γ$射线，因此我们认为星系团的$γ$射线辐射可以用来研究活动星系核喷注的重子装载因子.我们研究了CR在星系团中的传播，计算了AGN不同注入率下的γ射线在星系团中的径向分布。通过与$Fermi$ -LAT和VERITAS测量的后发座星系团的$γ$射线通量和上限值的比较，我们发现平均重子装载因子{（定义为引力能转化为相对论粒子的效率）}的上限为$η_{p, \mathrm{grav}} < 0.1$ .上限是远远低于所需的帐户在传统的耀变体模型中的扩散中微子通量。
2022-01-24 astro-ph.HE
Constraining photohadronic scenarios for the unified origin of IceCube neutrinos and ultrahigh-energy cosmic rays
在冰立方中测量的扩散中微子通量与超高能宇宙射线（UHECR）通量相当，这导致了高能中微子和UHECR背景的统一起源的概念。我们构建了一个通用的统一模型的源来解释UHECR数据在$\gtrsim 10^{19}$ eV，和高能中微子的能量超过$\sim100$ TeV的光介子生产过程的框架，并提供一般的约束源的属性。为了将宇宙射线加速到高能，必须实现一个具有适度有效的原位产生$\gtrsim 100$ TeV中微子的源环境，其光学深度为$0.1 \lesssim τ_{pγ}\lesssim 0.6$。测量到的宇宙射线和中微子的通量为源的光度及其速率密度设定了一个界限。虽然这些结果具有一定的普遍性，且适用于未知源总体，但在所提出的候选源中，只要适当选择等离子体外流的Lorentz体积因子、宇宙射线和磁场的均分参数，低亮度伽马射线暴（GRB）和潮汐破裂事件（TDEs）都可以满足要求。
2020-09-10 astro-ph.HE hep-ph
Search for the Galactic accelerators of Cosmic-Rays up to the Knee with the Pevatron Test Statistic
研究应用 PTS 分析多个 γ 射线源，以超过 5σ 排除 RX J1713.7−3946 和 Vela Jr. 为 Pevatron，并发现部分源的质子能谱或延伸至 400 TeV。
2023-06-02 astro-ph.HE
A Galactic Halo Origin of the Neutrinos Detected by IceCube
最近的IceCube结果表明，第一次探测到非常高能量的天体物理中微子已经完成。我们认为这些结果在银河系起源背景下的表面价值。排放方案从费米泡和更广泛的晕区被认为是。我们的动机，这样一个强度的扩散中微子发射可能是银河系的起源，如果它是从流出到晕区。这种情况需要宇宙射线在外流环境中的传输与在盘内局部推断的不同，并且银河系中心部分的活动将宇宙射线加速到跨“膝盖”能量，然后再逃逸到外流中。最近从X射线观测中推断出，银河系周围一个非常扩展的晕中存在着大量的气体，这意味着在PeV能量的宇宙射线中，$10^{39}$ erg s $^{-1}$的相对适度的加速功率可能足以解释观测到的中微子通量。这样的光度与解释“膝盖”周围观测到的宇宙射线强度所需的光度是一致的。
2014-03-13 astro-ph.HE
Diffuse PeV neutrinos from EeV cosmic ray sources: semi-relativistic hypernova remnants in star-forming galaxies
我们认为，冰立方最近报道的亚PeV/PeV中微子的过剩可能是通过π介子产生过程产生的，这些过程与宇宙射线（CR）的能量在$10^{18}\,$ eV附近的第二个膝盖以上的来源相同。在这样的源中，逃逸产生PeV中微子的CR的π介子产生效率需要为$\gtrsim 0.1$。在现有数据的基础上，我们确定了半相对论性超新星残馀物作为满足要求的可能来源。由于它们的快速喷射物，这些物体可以将质子加速到EeV能量，而这些质子又可以在其宿主星系中传播期间与周围的致密介质相互作用，通过质子-质子（$pp$）碰撞产生足够的高能中微子。它们伴随的伽马射线通量可以保持在{ \it Fermi}大面积望远镜（LAT）观测到的弥散各向同性伽马射线背景之下。为了测试这种情况下，并区分替代品，目标质子/核的密度和CR在相互作用区域的停留时间是至关重要的不确定性，需要澄清。只要中微子和EeV CRs来自相同的源类，预计在IceCube运行的5-10年内可以探测到$\gtrsim 10\,$ PeV中微子。再加上在PeV范围内的进一步观测，中微子可以帮助揭示目前未知的EeV CR来源。
2014-03-18 astro-ph.HE
Constraining the Galactic millisecond pulsar population using Fermi Large Area Telescope
费米大面积望远镜（Fermi-LAT）最近揭示了我们银河系中大量的伽马射线发射毫秒双星（MSP）。我们的目标是推断银河系人口的伽马射线发射MSP的费米-LAT检测到的样品的属性。我们开发了一个蒙特卡罗模型来预测银河系MSP人口的空间和伽马射线光度分布。基于费米-LAT的估计检测灵敏度，我们将模型群体分为可检测和不可检测的MSP样本。使用极大似然方法，我们比较了可检测的样本，一组36个MSP检测费米-LAT，我们推导出的空间分布和总数量的伽玛射线发射MSP在银河系中的参数。相应的不可检测的样本为我们提供了一个估计的预期漫发射从银河系中未解决的MSP。我们还将我们的方法应用于66个MSP的扩展样本，该样本结合了牢固检测到的MSP和伽马射线源，这些源显示出让人想起MSP的特性。我们的分析首次对银河系MSP种群提供了基于伽马射线的约束。人口的径向尺度长度和垂直尺度高度与基于无线电数据的估计一致。我们的分析表明，MSP不提供任何显着的贡献，各向同性的弥漫伽马射线背景发射。
2013-05-07 astro-ph.GA astro-ph.HE
Constraining gravitational-wave backgrounds from conversions into photons in the Galactic magnetic field
本文利用银河系规则与湍动磁场中的引力子—光子转化及宇宙光子背景观测，对 $10^9-10^{26}$ Hz 引力波背景应变设定比既有界限强 $1-2$ 个数量级的约束。
2024-10-28 astro-ph.HE hep-ph
Constraining Extended Gamma-ray Emission from Galaxy Clusters
冷暗物质模型预言了在暗物质晕内存在大量的亚结构。如果冷暗物质由弱相互作用的大质量粒子组成，它们在这些子结构中的湮灭可能导致扩散的GeV辐射，这将主导宿主晕的湮灭信号。在这项工作中，我们寻找GeV的发射附近的三个星系团：后发座，室女座和天炉座。我们首先删除已知的河外和银河弥漫伽马射线背景和点源的费米2年目录，并找到一个显着的残余漫发射在所有三个集群。然后，我们调查是否这种发射是由于（i）未解决的点源;（ii）暗物质湮灭;或（iii）宇宙射线（CR）。使用45个月的费米-LAT数据，我们检测到几个新的点源（不存在于费米2年点源目录）污染的信号以前分析的汉等。（arxiv：1201.1003）。包括这些和占未检测到的点源的影响，我们发现没有显着的检测扩展发射从三个集群研究。相反，我们确定上限的发射由于暗物质湮灭和宇宙射线。对于天炉座和室女座，CR发射的限制与理论模型一致，但对于后发座，上限是理论预期值的2倍。考虑到与CR处理相关的系统不确定性，我们的星系团中暗物质湮灭的横截面上限比银河系矮星系的分析更为严格。我们排除了热截面的超对称暗物质粒子的质量大到100 GeV（取决于湮灭通道）。
2012-12-07 astro-ph.CO astro-ph.HE
Study of high energy cosmic ray acceleration in Tycho SNR with VERITAS
超新星遗迹（SNRs）被广泛认为是银河系宇宙射线（GCR）的主要加速器，其能量可达膝盖区域。最近用Fermi-LAT对IC 443和W 44中的π凸点进行的测量显示了SNR中强子粒子加速的间接证据。但是，SNRs是否是GCR加速的动力来源，一直到膝盖区域仍然是一个悬而未决的问题。Tycho是这项研究的一个很有前途的目标，因为它已被广泛研究，从IR到TeV的多波长观测，它是一个年轻的Ia型SNR位于一个相对干净的环境。虽然最近开发的模型普遍同意可能的强子起源的伽玛射线发射从第谷，模型的细节有很大的不同，因为目前的数据在GeV-TeV的范围是弱约束。自首次检测以来，VERITAS的数据量增加了40%以上。我们最近还升级了望远镜相机和分析包，这将使我们能够将测量扩展到更低和更高的能量。在这次演讲中，我提出了更新的VHE伽玛射线测量的第谷与VERITAS，专注于额外的数据在强子GCR加速模型的背景下的解释。
2013-08-02 astro-ph.HE
Galactic Diffuse Gamma-Ray and Neutrino Emission from Cosmic-Ray Interactions in Stellar Atmospheres
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）
通过耦合恒星演化模型和宇宙线输运，首次系统评估恒星作为强子靶的累积贡献，发现其对银河系弥散伽马射线背景可忽略，但在超高能段成为不可减除的局域背景。
2026-06-23 astro-ph.HE
Constraining high-energy neutrinos from tidal disruption events with IceCube high-energy starting events
Fermi National Accelerator Laboratory（费米国家加速器实验室）；University of Chicago（芝加哥大学）；The Pennsylvania State University（宾夕法尼亚州立大学）；Yukawa Institute for Theoretical Physics（汤川理论物理研究所）
利用IceCube数据约束TDEs中高能中微子的来源和能量分布
2026-11-03 astro-ph.HE hep-ph
Constraining Electromagnetic Signals from Black Holes with Hair
本文约束了双黑洞合并中直接产生电磁辐射的“带毛”黑洞模型，通过引力波与伽马射线观测交叉比对设定了辐射质量比例$ε$的上限，并分析了不同能量机制下的信号特征与探测难度。
2023-09-05 astro-ph.HE hep-ph
Suppression of boosted relic neutrinos by photon backgrounds during ultra-high-energy cosmic ray propagation
Instituto de Física de São Carlos, Universidade de São Paulo（圣卡洛斯物理研究所，圣保罗大学）
通过蒙特卡洛传播框架，研究宇宙射线与光子背景的相互作用如何抑制由超高能宇宙射线增强的遗迹中微子通量，并指出需要极端过密度（η≳10^8）才能产生可观测效应。
2026-08-05 astro-ph.HE hep-ph
Constraining high-energy neutrinos from choked-jet supernovae with IceCube high-energy starting events
不同类型的核塌缩超新星（SNe）被认为是高能宇宙中微子的候选源。剥离信封SNe，包括高能事件，如超新星和超发光SNe，是特别感兴趣的。它们可能含有相对论喷流，能够解释伽马射线暴、低光度伽玛暴、超长伽玛暴和宽线Ib/c型超新星的多样性。使用六年的冰立方数据的高能量启动事件（HESE），我们进行了一个unbinned极大似然分析，以寻找空间和时间的巧合与222个样本的SNe Ib/c。我们发现，目前的数据是一致的背景唯一的假设，我们把新的上限约束的各向同性等效能量的宇宙射线，${\mathcal E}_{\rm cr}\lesssim{10}^{52}~{\rm erg}$，在限制所有SNe都伴随着轴上喷流。我们的研究结果表明，不仅上行μ介子中微子，而且HESE数据使我们能够约束这些SNe的潜在贡献，在冰立方中观察到的扩散中微子通量。我们还讨论了下一代中微子探测器，如IceCube-Gen 2的影响。
2018-12-09 astro-ph.CO astro-ph.HE hep-ph
On the Galactic Center Being the Main Source of Galactic Cosmic Rays as Evidenced by Recent Cosmic Ray and Gamma Ray Observations
基于一系列新的观测证据，我们重新审视了银河系中心（GC）是银河系宇宙射线（GCR）的主要来源这一观点。提出了一个统一的模型来同时解释GCR和$γ$射线的新现象。一般认为，在GC过去的活动中，GCR加速。在强辐射场中，由于GC的活动，GCR的对产生过程是宇宙线谱的膝结构的原因。由对产生相互作用产生的一部分$e^+e^-$，可以在诱导的双极喷流中被再加速并被输送到晕中，留下费米$γ$射线泡和WMAP微波霾作为残留信号。最后，扩散在球丘中的CR可以进一步与星际介质相互作用，产生低能量的$e^+e^-$。冷却后，这些正电子可能会湮灭，产生INTEGRAL发现的511 keV谱线发射。
2013-01-23 astro-ph.HE hep-ph
Constraints on Primordial Black Holes from Galactic Diffuse Synchrotron Emissions
Institute of Theoretical Physics, Chinese Academy of Sciences（中国科学院理论物理研究所）；University of Chinese Academy of Sciences（中国科学院大学）；School of Fundamental Physics and Mathematical Sciences, Hangzhou Institute for Advanced Study, UCAS（杭州高等研究院基础物理与数学学院（UCAS））；International Centre for Theoretical Physics Asia-Pacific（亚太理论物理中心）
通过银河系弥散同步辐射发射约束质量大于10^15克的原初黑洞，利用AMS-02和维加1号数据发现显著的阿尔芬速度有助于限制原初黑洞的丰度。
2026-04-30 astro-ph.HE hep-ph
Constraints on the Diffuse Gamma-Ray Background with HAWC
在高纬度地区，100 GeV以上的漫射伽马射线背景（DGB）预计是由尚未解决的河外天体产生的，如活动星系核，各向同性的银河伽马射线，以及银河暗物质晕中的暗物质湮灭或衰变可能产生的辐射。DGB已经被观测到接近1 TeV，但尚未在更高的能量下被探测到。探测到或严格限制DGB超过这个能量将产生强烈的多信使后果，例如限制在冰立方中观察到的天体物理中微子的起源。高海拔水切伦科夫（HAWC）天文台对1 TeV以上的伽马射线具有最高的灵敏度，每天观测超过2/3的天空。凭借其高能量范围和大面积覆盖，HAWC可以显着提高在TeV能量的DGB的搜索。我们将研究HAWC数据集的参数切割，以更好地将伽马射线空气簇射与背景强子簇射隔离开来。这与新的背景估计技术相结合将提高HAWC对DGB的灵敏度。我们将提出一个限制的DGB与HAWC以及它的影响，多信使和暗物质的研究。
2019-08-30 astro-ph.HE
Galactic gamma-ray and neutrino emission from interacting cosmic-ray nuclei
我们提出了一个非常高的能量（VHE），超高能（UHE）的伽玛射线和中微子发射的预期在我们的银河系相互作用的宇宙射线的研究，以及比较的最新结果为银河系UHE漫发射。我们证明了适当占的混合宇宙射线成分和伽马射线吸收的重要性。我们采用核相互作用的受伤核子模型，并提供由此产生的γ射线和中微子生产的参数化。核子屏蔽由于集群内的核被证明有一个可测量的影响，对生产的伽马射线，特别是明显接近的混合组成的粒子光谱的休息和截止。宇宙射线谱中"膝"附近成分的变化对扩散中微子和伽马射线发射谱有明显的影响。我们表明，目前和不久的将来探测器可以探测这些差异的关键能量范围从10 TeV到1 PeV，测试宇宙射线光谱的普遍性和整个银河系的组成的范例。
2022-01-28 astro-ph.HE
Multi-Messenger High-Energy Results
多信使高能天体物理学目前已经实现了解开宇宙射线的起源和源如何加速它们的潜力，它们与银河系外空间扩散辐射的关系，以及它们在磁场中游荡数百万年时在形成其起源星系方面的作用。中微子天文学产生了其重要的科学里程碑，IceCube发现了能量超过60 TeV的扩散通量，其强度与来自超高能宇宙射线的银河系外源的通量的预测上限相当。最近的结果提供了第一个强有力的证据，证明中微子来源独立，中微子警报与伽马射线的高度可能性巧合。IceCube的这些结果表明，中微子天文学可以补充光子天文学，也可以提供对高能辐射不透明源的见解。星暴星系和活动星系中的喷射黑洞是解释宇宙中微子弥散背景的最佳候选者。此外，伽马射线暴仍然是一个有趣的谜，现在通过伽马射线和引力波的联合观测而丰富。宇宙射线与我们银河系的星际物质相互作用产生的银河系扩散通量，在较低的能量下达到峰值，中微子探测器可以探测到。与测量到的PeV能量的银河伽马射线通量一起，它们将揭示宇宙射线的膝区和银河平面中可能存在的暗物质。未来，由于探测介质和深度学习方法的改进描述，将在IceCube和深海和湖泊中微子望远镜中进行更多工作，以使用进一步的低能级联进行宇宙源搜索。
2023-01-16 astro-ph.HE
Spatial dependence of the break in the energy spectrum of cosmic rays in the new anisotropic diffusion approach
本研究提出一种基于真实银河磁场中各向异性扩散的三维模型，无需源截断即可再现宇宙射线约4 PeV能谱拐折，并预测其空间依赖性，弥散伽马射线谱与LHAASO和Fermi-LAT数据吻合。
2025-07-10 astro-ph.HE
High-energy fluxes of atmospheric neutrinos
宇宙线粒子与空气核碰撞产生的介子衰变产生的高能中微子是天体物理中微子探测不可缺少的背景。需要对高能中微子谱进行更精确的计算，因为冰立方实验中的测量达到了有趣的能量区域，在那里应该发现瞬发中微子和/或天体物理中微子的贡献。本文在QGSJET II-03和SIBYLL 2.1强子模型的基础上，计算了大气中μ介子和电子中微子的高能谱。计算是使用三个参数化的宇宙线光谱，其中包括膝盖区域。计算结果与Frejus和IceCube的大气中微子测量结果进行了比较。Kaidalov和Piskunova用夸克-胶子弦模型（QGSM）对粲产生的瞬发中微子通量的预言与IceCube的测量和天体物理学μ中微子通量的上限并不矛盾。从IceCube数据中提取的中微子味比（$ϕ_{ν_ mu}/ϕ_{ν_e}$）在$0.1 - 5$ TeV能量范围内降低，这与人们从传统中微子通量中预期的相反。这种行为的可能原因是：i）早期出现的贡献，从粲粒子衰变，不同于目前的模型的预测，ii）揭示了天体物理电子中微子的扩散通量。在IceCube实验中探测到的与PeV中微子事件有关的天体物理中微子的可能扩散通量导致能量低于10 TeV的风味比的降低，这与IceCube数据中获得的风味比的粗略近似定性一致。
2013-06-27 astro-ph.HE hep-ph
High-energy Cosmic Ray production in X-ray Binary Jets
作为活动星系核（AGN）的较小类似物，X射线双星（XRB）也能够发射将粒子加速到高能量的喷流。在这项工作中，我们重新审视XRB喷流作为高能宇宙射线（CR）的潜在来源，并探讨它们是否可以提供一个显着的第二银河组成部分的CR光谱。在最有趣的情况下，XRB-CRs可以在$\sim 3 \times 10^{15}$ eV的所谓“膝盖”特征上方的观测光谱中占据主导地位，这为从银河系到河外CRs过渡区的几个关键问题提供了解释。我们将讨论如何在不久的将来通过多信使观测XRB喷气机，以及弥漫的银河中微子通量测量，这样的情况下可以探测。
2020-02-04 astro-ph.HE
Star-forming galaxies as the origin of diffuse high-energy backgrounds: Gamma-ray and neutrino connections, and implications for starburst history
据预测，恒星形成星系对弥漫的伽马射线背景有相当大的贡献，因为它们是宇宙射线的保证储存库。假设产生高能γ射线的强子相互作用也产生高能中微子，并且O（100）PeV的宇宙射线可以产生并被限制在星暴星系中，我们讨论了恒星形成星系也是冰立方实验所观测到的高能中微子的主要来源的可能性。首先，我们计算弥漫的伽玛射线背景恒星形成的星系，采用最新的Herschel PEP/HerMES光度函数和依赖于费米观测报告的伽玛射线和红外光度之间的相关性。然后，我们推导出了恒星形成星系（包括正常星系和星暴星系）中弥散高能中微子的预期强度。我们的研究结果表明，星暴，包括那些与活动星系核和星系合并，可能是冰立方实验所观察到的高能中微子的主要来源。我们发现，假设宇宙射线光谱指数为2.1-2.2的所有星暴状星系，我们的预测可以与费米和冰立方数据一致，但较大的指数很容易无法解释所观察到的扩散中微子通量。以星暴高能谱指数为自由参数，从GeV能量外推到PeV能量，我们发现比E^（-2.15）更硬的谱可能被IceCube数据排除，这可能比费米数据对这个群体的约束更大。
2014-08-29 astro-ph.CO astro-ph.GA astro-ph.HE
Constraining Galactic dark matter with gamma-ray pixel counts statistics
对新物理（如暗物质）的伽马射线搜索通常是通过调查河外伽马射线背景（EGB）的组成来驱动的。经典的EGB分解方法表现在解决个别点源和解剖剩余的未解决的组件的强度谱。此外，统计方法最近已被证明优于经典的源检测算法的灵敏度在未解决的通量制度中找到点源人口。在这篇文章中，我们采用1点光子计数统计的八年的费米-LAT数据，以解决人口的河外点源，并分解银河系纬度|b| >30度的扩散各向同性背景的贡献。我们使用三个相邻的能量箱之间的1和10 GeV。这是第一次，我们扩展的分析，将潜在的贡献，从湮灭暗物质顺利分布在银河系。我们调查的灵敏度达到1点统计约束的热平均自湮灭截面<σv>的暗物质，使用不同的模板模型的银河系前景发射。给出了官方的费米-LAT星际辐射模型，我们设置的DM自湮灭截面<σv>的上限与其他间接检测方法，特别是通过堆叠分析几个矮球状星系获得的限制。
2018-08-25 astro-ph.HE
Galactic diffuse gamma-ray emission from GeV to PeV energies in light of up-to-date cosmic ray measurements
该研究联合Fermi-LAT与LHAASO数据，检验基于最新宇宙线能谱和简化传播模型的银河弥散伽马辐射预测，发现数GeV至约60 TeV存在超出，并以约30 TeV截断的幂律成分解释。
2023-09-08 astro-ph.HE
Testing the Hadronuclear Origin of PeV Neutrinos Observed with IceCube
我们认为冰立方多余的强子核（PP）的中微子源，如星系团/集团和恒星形成星系的情况下的影响。由于观测到的中微子通量与费米获得的弥散伽马射线背景通量相当，我们对源谱指数设置了新的强上限，即Γ<2.1-2.2。此外，新的IceCube数据表明，这些源在100 GeV范围内至少贡献了30%-40%的漫射伽马射线背景，甚至在更软的光谱中贡献了~100%。我们的研究结果，这是不敏感的PP源模型的细节，是第一个强有力的例子，多信使方法相结合的测量中微子和伽马射线通量。冰立方过剩的pp起源可以通过以下方法进一步测试：用亚PeV中微子观测来约束Γ，揭示亚TeV弥散伽马射线背景，用TeV伽马射线探测器观测pp源。我们还讨论了特定的pp源模型与多PeV中微子的突破/截止，这是符合目前的IceCube数据。
2013-12-27 astro-ph.CO astro-ph.HE hep-ph
Neutrino diagnostics of ultra-high energy cosmic ray protons
来自河外源的宇宙射线开始支配来自星系源的宇宙射线的能量是天体粒子物理学中一个重要的未决问题。一个自然的候选者是在近似幂律能谱中的“脚踝”处的能量，这表明从下降的银河分量到平坦的河外分量的交叉。过渡可以在没有这种平坦化的情况下发生，但这需要一定程度的谱形状的共谋和两个分量的归一化。然而，有人认为，如果交叉能量低到光谱中的“第二膝盖”，那么在CMB上发生相互作用的宇宙射线质子的银河系外源可以重现脚踝以下的能谱。这个低交叉模型受到皮埃尔俄歇天文台的直接测量的限制，这些测量表明在这些能量下有更重的成分。我们证明了宇宙扩散中微子通量的上限提供了一个补充约束质子分数在超高能河外宇宙射线和即将到来的数据冰立方将提供一个明确的测试这个模型。
2009-04-02 astro-ph.HE hep-ph
A common origin of multi-messenger spectral anomaly of galactic cosmic rays
本研究提出银河系宇宙线多信使能谱双组分异常的共同起源机制，引入源周慢扩散区模型复现多数异常，给出高低能宇宙线的不同起源图景，并预测弥散γ射线能谱的空间依赖性可由LHAASO实验检验。
2024-03-07 astro-ph.HE
Constraining the contribution of Gamma-Ray Bursts to the high-energy diffuse neutrino flux with 10 years of ANTARES data
解决冰立方观测到的天体物理中微子通量的起源至关重要。伽马射线暴（GRB）是为数不多的能够通过p $γ$相互作用获得所需能量以产生这种中微子通量的天体物理源之一。在这项工作中，ANTARES数据已被用于搜索与2007年至2017年发生的784个GRB在空间和时间上重合的上行μ子中微子。对于每个伽玛射线暴，预期的中微子通量已计算的内部冲击模型的框架和知识的缺乏对大多数源红移和其他固有参数的排放机制的影响进行了量化。研究发现，模型参数设置的径向距离冲击碰撞发生中微子通量的预期有最大的影响。特别是，大量的洛伦兹因子的源喷出物和最小的变化时间尺度被发现显着贡献的GRB中微子通量的不确定性。对于选定的来源，ANTARES数据进行了分析，通过扩大最大似然策略，最大限度地提高发现概率的叠加样本。由于没有中微子事件通过优化程序设定的质量削减，根据模型，已经推导出了总预期扩散中微子通量的90%置信水平上限（及其不确定性）。伽玛射线暴对观测到的100TeV附近的天体物理中微子扩散通量的贡献被限制在10%以内。
2020-11-06 astro-ph.HE astro-ph.IM hep-ex
A deep Chandra study verifies diffuse non-thermal X-ray emission from the globular cluster Terzan 5
本研究利用16倍于此前的钱德拉深场曝光数据，验证了球状星团Terzan 5的弥散X射线辐射存在内平外陡的幂律谱及温度径向下降的热轫致辐射特征，提出其可能源于毫秒脉冲星风同步辐射并叠加其他辐射过程。
2024-12-05 astro-ph.HE
Constraining the origin of the puzzling source HESS J1640-465 and the PeVatron candidate HESS J1641-463 using Fermi-LAT observations
在我们的银河系中，只有很少的极高能量源可以将粒子加速到宇宙射线谱的膝盖。为了理解这些PeVatron候选者中粒子加速的机制，\textit{Fermi} -LAT和H.E.S.S.观测对于表征它们的PDMATHAMN射线发射是必不可少的。HESS J1640 $-$ 465和PeVatron候选者HESS J1641 $-$ 463是两个相邻的（\ang [astroang]{0.25}）$γ$射线源，在空间上与射电超新星遗迹（SNR）G338.3 $-$ 0.0和G338.5+0.1重合。都被H.E.S.S.和\textit{Fermi}，我们在这里提出了一个形态和光谱分析，这两个源使用8年的\textit{Fermi}数据之间的200 \si{\mega\electronvolt}和1 \si{\tera\electronvolt}与多波长观测，以评估他们的性质。HESS J1640 $-$ 465的形态由2D高斯（$σ=$ \ang [astroang]{0.053} $\pm$ \ang [astroang]{0.011} $_{stat}$ $ \pm$ \ang [astroang]{0.03} $_{syst}$）描述，其光谱由具有光谱指数$Γ= 1.8\pm0.1_{\rm stat}\pm0.2_{\rm syst}$的幂律建模。HESS J1641 $-$ 46…
2021-04-05 astro-ph.HE
