The all-particle energy spectrum of cosmic rays from 10 TeV to 1 PeV measured with HAWC
HAWC天文台是一个空气簇射探测器,旨在研究TeV区域的天体物理伽马射线和能量间隔为1 TeV至1 PeV的银河系宇宙射线。这种能量状态对于宇宙射线研究是非常有趣的,因为间接观测与直接测量重叠,这为交叉校准和研究两种技术中的实验系统误差提供了机会。宇宙射线的全粒子能谱是有助于实现这一目的的一个量。在这项工作中,我们提出了一个更新的HAWC测量的总宇宙射线能谱之间的10 TeV和1 PeV。该光谱是通过对HAWC近两年的数据进行展开分析获得的,这些数据是从2018年1月到2019年12月收集的。对于能量估计,我们采用高能强子相互作用模型QGSJET-II-04。与HAWC在2017年发表的先前工作一样,我们观察到在数十TeV的区域存在膝状特征。
2023-01-25 astro-ph.HE
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
IceCube Search for Galactic Neutrino Sources based on HAWC Observations of the Galactic Plane
我们提出了一个搜索在冰立方数据中的中微子发射银河TeV的伽马射线源检测HAWC伽马射线天文台。HAWC是补充IceCube的优秀仪器,其能量范围扩展到非常高的能量。假设最高能量的光子来自π介子的衰变,而不是来自加速的轻子,HAWC观察到的极高能量的伽马射线预计与中微子相关。使用八年的冰立方数据,我们报告两个分析,调查可能的中微子-伽马射线相关性。第一个是一个堆栈分析确定HAWC点源,第二个是一个模板的方法,占HAWC源的全部形态,包括其测量的扩展。
2019-08-22 astro-ph.HE
Looking for Gamma-ray Emission from TeV Binary Candidates with HAWC
银河系包含数百个已知会发射无线电和X射线的双星系统,但只有少数双星被观测到产生非常高能量的伽马射线。此外,在少数已知的源中产生伽马射线的发射机制还没有得到很好的理解。为了改善TeV波段的双星源的统计,高海拔水切伦科夫伽马射线天文台(HAWC)已经开始对北半球100 GeV和100 TeV之间的TeV双星候选者进行同步调查。HAWC是一个表面阵列,记录来自宇宙射线和伽马射线的空气簇射,具有高分辨率和宽视场,非常适合观察TeV双星等物体的随时间变化的发射。我们描述了HAWC周期性发射的伽马射线的银河系源的敏感性和目前的数据从第一年的观测与部分建成的天文台。
2015-08-18 astro-ph.HE
Modeling the non-flaring VHE emission from M87 as detected by the HAWC gamma ray observatory
M87是一个巨大的射电星系,位于室女星系团,是一个非常高能量的伽马射线源。由于射电星系被认为是耀变体的错位低红移对应物,它们是检验活动星系核发射模型的极好实验室。M87已经被费米-LAT和几个大气切伦科夫望远镜探测和监测。最近,HAWC合作提出了4.5年TeV伽马射线发射的边缘证据。HAWC的数据有可能限制VHE的平均排放源的复杂行为,如M87,VHE伽马射线发射的物理起源仍然是不确定的。我们拟合了一个轻强子方案的宽带光谱能量分布的M87模型的非耀斑VHE发射使用HAWC数据。
2021-08-02 astro-ph.HE
Black hole astrophysics with HAWC, the High Altitude Water Cherenkov gamma-ray observatory
HAWC伽马射线天文台是一个宽视场和高占空比的$γ$射线探测器,研究0.1 - 100 TeV的能量范围。它探测到了近宇宙中的超大质量黑洞,并正在寻求探测与黑洞有关的物体,如伽马射线暴、银河双星系统、原始黑洞和引力波合并。本文介绍了BL Lac天体Mrk 421和Mrk 501的日光变曲线,以及与黑洞有关的天体的研究汇编。
2017-03-22 astro-ph.HE
Observations of the Crab Nebula with Early HAWC Data
高海拔水切伦科夫(HAWC)天文台是一个TeV伽马射线探测器,于2015年初完成。HAWC于2013年8月开始科学运行,三分之一的探测器采集数据。几个已知的伽马射线源已经被第一次HAWC数据探测到。在这些源中,蟹状星云,在我们的银河系中最明亮的稳定的伽马射线源在非常高的能量,已被发现具有高度的意义。在这篇文章中,我将介绍的观测结果的蟹状星云与HAWC,包括时间的变化,和探测器的性能的基础上的早期数据。
2015-08-18 astro-ph.HE
The first 10years of the HAWC Gamma-Ray Observatory: science results
Instituto de Física, Universidad Nacional Autónoma de México(墨西哥国立自治大学物理研究所)
HAWC观测站通过十年运营,在高能天体物理学和粒子物理学领域取得了多项重要科学成果。
2025-12-03 astro-ph.HE
Constraining the Origin of Local Positrons with HAWC TeV Gamma-Ray Observations of Two Nearby Pulsar Wind Nebulae
HAWC伽马射线天文台报告发现TeV伽马射线辐射在Geminga和B0656+14恒星周围延伸几度。假设这些伽马射线是由反康普顿散射产生的低能量光子在电子晕周围的恒星,我们确定了电子和正电子在本地星际介质的扩散。我们将介绍这两个VHE伽马射线源的形态和光谱研究以及在地球上得到的正电子谱。
2017-08-28 astro-ph.HE
The Spectrum of the Crab Nebula and Highest Energy Photons Measured by HAWC
HAWC开发了新的能量算法,使用人工神经网络对甚高能量(VHE)初级伽马射线能量进行逐事件重建。与之前的HAWC光子估计方法不同,这些方法估计光子能量具有良好的能量精度和准确度,范围从1 TeV到大于100 TeV。最高能量的光子发射对于理解天体物理源的加速机制以及加速可能在何处截止具有重要意义。我们应用新的HAWC重建提出的初步测量的最高能量的光子发射的蟹状星云和6个额外的源在银河系平面发射超过50 TeV。我们已经观察到超过200 TeV的光子,置信度为95%。我们还比较适合HAWC螃蟹光谱与其他测量和理论模型的螃蟹光谱。
2019-08-29 astro-ph.HE
First HAWC Spectra of Galactic Gamma-ray Sources Above 100 TeV and the Implications for Cosmic-ray Acceleration
我们提出了高海拔水切伦科夫(HAWC)天文台看到的最高能量(56 TeV和100 TeV以上)的伽马射线源的第一个目录。HAWC的宽视场自然适用于无偏的全天空调查,新开发的逐事件伽马射线能量重建算法允许前所未有的能量分辨率。这里介绍的来源是有史以来探测到的最高能量来源。所有这些都与我们银河系内已知的低能伽马射线源相吻合。这些天体可能与银河系宇宙射线的来源有关;由于银河系的CR已经被观测到达到PeV的能量,因此将粒子加速到这些能量的来源肯定存在。这些被称为“PeVatrons”的源将具有相应的硬伽马射线光谱,这些光谱延伸到高能量而没有任何光谱中断或截止。我们将介绍这些最高能量的伽马射线源的光谱测量,并讨论其中任何一个可以被确定为PeVatron候选人。
2019-08-19 astro-ph.HE
Investigating $γ$-ray halos around three HAWC bright sources in Fermi-LAT data
银河系外星系周围的许多扩展源都显示出从GeV到TeV能量的显著$γ$射线发射,揭示了数百个TeV能量的电子通过逆康普顿散射(ICS)从底层光子场散射出来。HAWC TeV的伽马射线观测结果表明,在Geminga和Monogem附近的恒星和Geminga周围的LAT GeV辐射,年龄超过100 kyr的系统有多TeV的$e^\pm$传播超过SNR-PWN系统进入星际介质。在HAWC发现能量为E $>100$ ~TeV的几个$γ$射线源后,我们研究了HAWC检测到的三个最亮的源周围的费米LAT数据中存在的扩展$γ$射线发射,能量高达100 TeV。我们在eHWC J1825-134和$θ_{68} = 0.71\pm0.10$ deg eHWC J1907+063附近发现了$θ_{68} = 1.00^{+0.05}_{-0.07}$ deg的扩展发射。用ICS模板对费米-LAT数据进行的分析表明,扩散系数值明显低于银河系的平均值。当与HAWC数据一起研究时,$γ$ -射线费米-LAT数据提供了对非常高能量的电子和正电子母体种群的宝贵见解。
2021-12-06 astro-ph.HE
The primary proton spectrum of the hadronic PeVatron candidate HAWC J1825-134
高海拔水切伦科夫(HAWC)天文台测量的源HAWC J1825 - 134的$γ$射线谱超过200 TeV,没有任何证据表明陡峭或截止。有一些迹象表明,HAWC探测到的$γ$射线是由宇宙射线质子或原子核与周围气体碰撞产生的。假设初级质子,我们询问的初级质子光谱的形状是兼容的HAWC测量。我们发现,具有$γ_{p}$ = 2.2的幂律形状和截止能量$E_{c-p} > 500$ TeV的初级质子能谱很好地描述了数据。然而,$γ_{p}$低至1.3和$E_{c-p}$低至200 TeV的更硬的光谱也不与HAWC测量相矛盾。如果加速器在$γ$射线产生区内部或非常接近,则前一种选择可能实现。后一种选择对于有效地限制低能($E_{p} < 10$ TeV)加速质子的宇宙射线源的情况是可行的。利用费米-LAT空间$γ$射线望远镜的公开数据,我们推导出HAWC J1825 - 134源在1 GeV-1 TeV能量范围内的强度上限。我们发现,这些上限的帐户急剧变化的解释:只有硬($γ_{p} < 1.7$)光谱描述相结合的HAWC和费米-LAT数据集。
2021-06-22 astro-ph.HE
Search for very-high-energy photons from Gamma-ray bursts with HAWC
探测来自伽马射线暴的甚高能量(VHE; > 100 GeV)光子可以提供有关辐射过程、喷出物的物理成分和加速过程的基本信息。高海拔水切伦科夫(HAWC)伽马射线天文台是研究100 GeV至100 TeV长时间瞬态现象的最佳伽马射线仪器。它的大视场和占空比(> 95%)使它能够盲目地搜索伽马射线暴的来源,并跟踪来自卫星仪器(如费米和斯威夫特)的外部警报,寻找VHE对应物。我们目前正在进行的GRB监测计划和VHE上限的最新有趣的低红移和/或强大的爆发在HAWC的视野:GRB 170206 A,GRB 170817 A,GRB 180720 B和GRB 190114 C的结果。
2019-08-21 astro-ph.HE
The lateral distribution function of cosmic-ray induced air showers studied with the HAWC observatory
大气簇射的粒子横向分布函数(LDF)对宇宙射线的质量成分和初级能量很敏感。LDF的研究是很难执行,由于实验的影响,如采样偏差,以及粒子密度的波动。高海拔水切伦科夫(HAWC)天文台是位于墨西哥中部海拔4100米的密集空气簇射阵列,是非常适合于执行详细的事件,事件的LDF的多TeV宇宙射线阵雨的研究。探测器装有1,200个光电倍增管(PMT),装在装有60毫升水的切伦科夫水箱中。本文研究了HAWC在2016年记录的宇宙线空气簇射的LDF,能量在3 TeV和300 TeV之间,天顶角< 16.7 $^{\circ}$。这些数据用于确定HAWC站点LDF的最佳参数化。由此得到了侧射年龄,并分析了侧射年龄对宇宙线质量成分的敏感性。
2019-08-21 astro-ph.HE
Search for very-high-energy gamma-ray counterparts of gravitational waves with HAWC
高海拔水切伦科夫天文台(HAWC)是一个大视场(~2 sr)连续运行的实验,对甚高能(VHE)伽马射线(~0.3-100 TeV)敏感。这些特性使它非常适合于观测或约束快速瞬变的VHE发射,如一些引力波祖源。特别令人感兴趣的是在低红移的事件,由于河外背景光的衰减是最小的。这是在LIGO和Virgo实验的视界中的双中子星合并的情况,HAWC可以检测或对发生在我们视野中的事件进行约束限制。我们报告了我们对LIGO和Virgo探测到的引力波的对应物的搜索。
2019-08-16 astro-ph.HE
Constraining the Diffusion Coefficient with HAWC TeV Gamma-Ray Observations of Two Nearby Pulsar Wind Nebulae
附近的电子/正电子加速器,主要是脉冲星风星云(PWNe),被认为是超过10 GeV的正电子过剩的潜在来源。HAWC天文台揭示了两个非常扩展的源,它们在空间上与附近的两个中年恒星重合:Geminga和PSR B 0656 +14,这表明超相对论电子/正电子在我们的后院加速。对这两种PWNe的形态学研究提供了在HAWC能量下扩散系数的约束。在这张海报中,我们将介绍这些PWNe的模型开发和形态学研究,以及最适合数据的衍生扩散系数。
2017-09-11 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
Potential constrains on Lorentz invariance violation from the HAWC TeV gamma-rays
天体物理场景提供了一个独特的机会来测试洛伦兹不变性破坏(LIV)的可能签名,由于它们涉及的高能量和非常长的距离。通过假设的洛伦兹不变性破坏对光子色散关系的各向同性修正具有足够能量的光子不稳定并且衰减非常快的后果。高海拔水切伦科夫(HAWC)天文台对100 GeV至100 TeV能量范围内的伽马射线敏感,使其成为研究LIV的非常有用的工具。在这项工作中,我们提出了潜在的严格限制的LIV能量尺度在一阶和二阶修正的潜在观测的初级非常高的能量光子在HAWC的能量范围。
2017-08-10 astro-ph.HE
Gamma-ray light curves for the BL Lac Mrk 421 using HAWC data derived with a new approach
HAWC伽马射线观测站位于墨西哥普埃布拉的Sierra Negra火山,海拔4,100米。HAWC是一个由300个水切伦科夫探测器组成的宽视场阵列,自2015年3月以来一直在持续测量天空的2sr。在超过3年的时间里收集到的大量数据样本使HAWC成为一种理想的仪器,可以对耀变体的甚高能(VHE)发射进行无偏监测。这对于Mrk 421来说尤其重要,Mrk 421是伽马射线/X射线分类中最接近和最明亮的耀变体之一,被归类为高同步加速器峰值BL Lac类。在这项工作中,我们提出的光变曲线Mrk 421和蟹状星云获得的前17个月的数据和一个新的分析框架。我们将结果与文献[1]中报道的光变曲线进行了比较。新框架的主要优点是能够导出任意时间尺度的通量。我们表明,无论是以前的和现在的方法,得到一致的结果
2019-08-26 astro-ph.HE
Constraining the properties of the magnetic turbulence in the Geminga region using HAWC $γ$-ray data
观测银河宇宙线源周围的扩展γ射线辐射可以作为星际磁场的新探测器。利用HAWC天文台的甚高能γ射线数据,我们对Geminga的$\approx 25$ pc内的磁湍流性质进行了约束。我们注入和传播个别CR电子在三维实现的湍流磁场,计算产生的伽马射线发射,并与HAWC测量这个区域进行比较。我们发现HAWC数据与Kolmogorov或Kraichnan湍流的预期兼容,并且可以很好地拟合湍流的合理相干长度和强度,尽管这意味着CR扩散系数显着小于银河CR传播代码建议的系数。发现相干长度$L_{\rm c} \approx 1$ pc和磁场强度$B_{\rm rms} \approx 3 μ$ G的最佳拟合,并且$L_{\rm c}$的优选值随着$B_{\rm rms}$而增加。此外,在观察到的发射明显缺乏强的不对称性,使我们能够约束的相干长度$L_{\rm c} \lesssim 5$ pc在这个区域。
2017-12-12 astro-ph.HE
GeV-TeV Counterparts of SS 433/W50 from Fermi-LAT and HAWC Observations
微类星体SS 433的扩展喷流已经被HAWC用光学、射电、X射线和最近的甚高能(VHE)$γ$射线观测到。HAWC $γ$ -射线与能量高达25 TeV的检测激励搜索高能$γ$ -射线对应的费米-LAT数据在100 MeV-300 GeV的频带。本文报道了首次联合分析Fermi-LAT和HAWC观测结果,研究SS~433的$γ$射线辐射的光谱和位置。我们的分析发现,在SS 433的东叶和西叶内有GeV到TeV $γ$射线的共同发射点。超过1 GeV的总通量在两个叶中为$\sim 1\times10^{-10}\,\rm cm^{-2}\,s^{-1}$。东瓣的$γ$射线谱与由喷流加速的电子群的逆康普顿发射一致。为了解释GeV和TeV的通量,电子需要有一个软的本征能谱,或者在磁化环境中由于同步辐射而经历一个快速冷却过程。
2020-01-10 astro-ph.HE
All-sky sensitivity of HAWC to Gamma-Ray Bursts
高海拔水切伦科夫(HAWC)天文台是位于墨西哥普埃布拉州的地面TeV伽马射线天文台,海拔4100米。它的22,000 m $^2$仪器区域,宽视场($\sim$ 2 sr)和>95%的反射率使其成为发现$\sim$ 100 GeV伽马射线暴(GRB)发射的理想仪器。这一发现将提供有关伽玛暴发射起源的关键信息,以及对河外背景光(EBL)模型的约束和违反洛伦兹不变性的关键信息。我们将提出一个简单的,全天空的搜索算法,使用HAWC数据,是最敏感的短伽玛暴发现伽玛暴发射在$\sim$ 100 GeV的前景。这里提出的搜索算法也可以用来检测其他短瞬变的时间尺度和通量类似的短伽玛暴。
2015-08-18 astro-ph.HE
The spectrum of the light component of TeV cosmic rays measured with HAWC
本文介绍了在$10$ TeV ~ $200$ TeV能区用高海拔水切伦科夫(HAWC)天文台测量的轻质量群宇宙射线(质子和氦)能谱。光谱覆盖直接测量和间接测量之间的能量范围,在这一范围内需要关于宇宙射线成分的精确数据。该谱是通过对从HAWC宇宙射线数据中选出的宇宙射线空气簇射的质子加氦富集子样本($>90\%$丰度)应用展开技术而构建的。该子集包含$3.8 \times 10^{9}$空气簇射事件,其主要能量在$1$ TeV到$300$ TeV的间隔中,并且天顶角小于$16.7$度。基于CORSIKA/QGSJET-II-03模拟和对阵雨锋面横向结构和阵雨一次能量的逐事件测量,使用对空气阵雨事件横向年龄参数的分析进行质量选择。
2019-08-30 astro-ph.HE
Resolving the Galactic Center Region's Gamma-Ray Emission and Searching for its Neutrino Counterpart with HAWC and IceCube
Instituto de Física, Universidad Nacional Autónoma de México(墨西哥国立自治大学物理研究所);Universidad de Costa Rica(哥斯达黎加大学);Universidad Michoacana de San Nicolás de Hidalgo(米却肯圣尼古拉斯德伊达尔戈大学);Department of Physics and Astronomy, Michigan State University(密歇根州立大学物理与天文学系);Temple University(天普大学);Instituto de Astronomía, Universidad Nacional Autónoma de México(墨西哥国立自治大学天文研究所);Universidad Autónoma de Chiapas(恰帕斯自治大学);Instituto Nacional de Astrofísica, Óptica y Electrónica(国家天体物理学、光学和电子研究所);Institute of Nuclear Physics Polish Academy of Sciences(波兰科学院核物理研究所)
利用HAWC约2860天数据和IceCube 12年缪子数据,分析银河系中心伽马射线发射并搜寻中微子对应体,未发现显著过剩,给出首个中微子通量上限,约为强子模型预测的12倍。
2026-11-10 astro-ph.HE
TeV Observations of the Galactic Plane with HAWC and Joint Analysis of GeV Data from Fermi
一些银河系的源发出GeV-TeV的伽马射线,这些射线是通过轻子和/或强子机制产生的。在这个能量范围内的光谱分析是至关重要的,以了解发射机制。HAWC伽马射线天文台拥有大视场,位于$19^\circ$ N纬度,正在从高银河系边缘到银河系中心附近的银河平面上进行观测。2013-2014年部分建造的HAWC阵列的数据显示了沿银河平面的TeV伽马射线发射。HAWC的高级分析可能性框架也在这次会议上提出,与多任务极大似然(3 ML)架构同时开发,以反卷积银河源并进行多仪器分析。该方法已在早期HAWC数据上进行了测试,并将在全阵列HAWC数据上应用相同的方法。我将介绍银河系源的初步结果,从TeV的观测与HAWC和费米和HAWC数据在GeV-TeV的能量范围内的联合分析。
2015-09-07 astro-ph.HE
Studying High-Mass Microquasars with HAWC
高质量微类星体是一种强有力的粒子加速器,但其高能辐射机制尚不清楚。到目前为止,只有少数这些粒子发动机被观察到发射伽马射线光子,因此是潜在的TeV伽马射线发射器。在这项工作中,我们研究了四个HMMQ,即LS 5039,Cyg X-1,Cyg X-3和SS 433使用的数据从高海拔水切伦科夫(HAWC)天文台。我们对每个HMMQ进行时间相关分析,以寻找其通量的任何周期性变化。我们使用HAWC每日地图产生光变曲线,从中我们生成Lomb-Scargle周期图。通过分析的周期图峰值的意义,我们评估是否HAWC是敏感的轨道调制TeV的伽马射线通量在四个HMMQs。
2021-08-02 astro-ph.HE
Limit on an Isotropic Diffuse Gamma-Ray Population with HAWC
高海拔水切伦科夫天文台(HAWC)的105天的数据已被用来放置一个新的限制各向同性扩散伽马射线人口超过10 TeV。高能各向同性弥散伽马射线发射是由未被分辨的河外天体(如活动星系核)产生的,高能宇宙射线与银河系间介质的相互作用或暗物质湮灭可能会产生贡献。各向同性的扩散伽马射线发射已被观察到高达近1 TeV。在此能量以上,仅报告了上限。这些能量以上的各向同性光子数的观测或极限对局部天体物理粒子的产生非常敏感。特别值得注意的是,我们预计光子人口伴随着TeV-PeV天体物理中微子探测在IceCube仪器。对高于这个能量的光子数的观测或限制可以指出这些中微子的起源,表明它们是否在伽马射线视界内。HAWC对100 GeV至100 TeV之间的伽马射线具有卓越的灵敏度,可持续观察头顶天空,并测量或限制1 TeV以上的各向同性辐射。我们提出了一个限制在10 TeV以上的基础上的背景拒绝在105天的观测蟹状星云与HAWC。随着更多的数据和研究,该限值将大幅改善。
2015-08-17 astro-ph.HE
A survey of Active Galaxies with the HAWC Gamma-ray Observatory
自2015年3月落成以来,高海拔水切伦科夫伽马射线天文台一直在积累TeV天空的更深曝光。HAWC位于地理纬度$+19^\circ$ N,能够对三分之二的天空进行深入和公正的调查。我们分析了三年的HAWC数据,寻找长期持续发射的红移有限($z\leq 0.3$)样本的活动星系核从{ \it费米}-LAT 3FHL目录。HAWC数据集确认了两个最近的BL Lac对象\mbox{Mrk 421}和\mbox{Mrk 501}的高显著性检测,并为样本的其余部分设置了限制,直至$N(>0.5~{\rm TeV})\lesssim 10^{-12}\,\rm cm^{-2}s^{-1}$阶的积分光子通量。我们提出并讨论了这项调查的一些结果,重点放在个别对象的特别感兴趣。
2019-08-19 astro-ph.HE
A Survey of TeV emission from Galactic Supernova Remnants with HAWC
超新星遗迹(SNRs)长期以来一直被假设为PeV能量以下的银河系宇宙射线的主要来源。其中一些确实被证明可以将质子加速到TeV能量以上。但是它们中哪一个确实是质子和原子核的有效加速器呢?它们能把这些粒子加速到什么能量?非热辐射的测量,特别是在X射线和伽马射线的制度,是回答这些问题的关键。高海拔水切伦科夫观测台观测北部TeV伽马射线天空,是目前VHE(甚高能,$>$ 100 GeV)范围内最灵敏的宽视场观测仪器。HAWC记录了三年多的数据,非常适合对银河系SNR的伽马射线发射进行无偏见的调查,特别是在TeV能量及以上。在这篇论文中,我将概述HAWC天文台最近对来自SNRs的VHE伽马射线发射的测量。结合来自其他波长的数据,这些测量用于获得有关底层粒子群的信息,例如最大加速能量以及轻子或强子过程是否负责发射。
2019-07-19 astro-ph.HE
Monitoring the Variable Gamma-Ray Sky with HAWC
高海拔水切伦科夫(HAWC)天文台监测伽马射线天空的能量在100 GeV和100 TeV之间,具有$\sim 2$球面度的宽视场。$\sim 90$ %的占空比使HAWC每天能够扫描三分之二的天空,并产生了前所未有的无偏和均匀采样的每日TeV光变曲线数据集,这些数据集是自阵列完成以来一年多的运行中收集的。这些测量突出了耀变体Markarian 421和Markarian 501的耀斑活动,并使我们能够讨论高通量状态的频率和与其他波长观测的相关性。我们将首先介绍如何使用HAWC数据从可能的TeV伽马射线源方向和IceCube观察到的高能中微子位置搜索伽马射线信号和变异性。对于选定的对象列表,我们在数据采集过程中实时搜索耀斑,以便在检测到活动增加时快速提醒其他天文台。我们在这里包括这些耀斑触发工作的第一个结果,重点是监测耀变体。
2016-10-17 astro-ph.HE
Survey of nearby active galactic nuclei with the HAWC Observatory
高海拔水切伦科夫天文台(HAWC)具有宽视场(FOV,$\sim$ 2 sr)和高占空比($\sim$ 95\%),这使其成为TeV γ射线源的强有力的调查和监测实验。我们提出了一个系统的调查伽玛射线源的费米3FHL目录的基础上。源仅限于HAWC的视野(12月19日$^\circ$ $\pm$ 40 $^\circ$)和红移为0.001 $<$ z $<$ 0.3的河外源。河外γ射线源主要是活动星系核,TeV γ射线源主要是BL Lac型耀变体。利用高能γ射线研究活动星系核,为了解这些天体喷流中粒子加速的极端过程打开了一扇新的窗口,也为研究光子传播和河外背景光提供了一条途径。我们已经提高了HAWC的灵敏度在低能量(100 GeV至1 TeV)的基础上的螃蟹脉冲星,这是一个很好的TeV的伽马射线校准源。我们将介绍用改进的分析方法寻找和监测活动星系核的结果。
2017-08-18 astro-ph.HE
An All-Sky Search for Bursts of Very High Energy Gamma Rays with HAWC
一个新的地面宽场广泛的空气簇射阵列被称为高海拔水切伦科夫(HAWC)天文台承诺一个新的窗口,监测$\sim$ 100 GeV的伽马射线天空的潜力,检测高能量的频谱截止伽马射线暴(GRB)。它的灵敏度比上一代宽视场伽马射线空气簇射仪器提高了大约15倍,并且能够在每天的凌日中探测到高度显著的蟹状星云($>$ 5 $σ$)。它的宽视场($\sim$ 2 sr)和$>$ 95%的反射率使它成为探测$\sim$ 100 GeV的GRB发射的理想仪器,根据现有的GRB发射测量,预计每年观测$\sim$ 1 GRB。本文发展了一种全天空、自触发的伽玛暴VHE辐射HAWC搜索方法。我们提出了三个特征伽玛射线暴发射时间尺度,0.2秒,1秒和10秒,在第一年的完全填充HAWC探测器,这是迄今为止最敏感的数据集的搜索结果。没有发现明显的检测,使我们能够把上限的伽玛射线暴含有可观的发射率在$\sim$ 100 GeV带。这些约束排除了先前未检查的参数空间。
2018-01-04 astro-ph.HE
The HAWC ultra-high-energy gamma-ray map with more than 5 years of data
本文利用HAWC超过5年的观测数据和改进的重建软件重新分析超高能伽马射线天图,将56 TeV以上源数量提升至25个以上,并讨论其能谱、辐射机制及PeVatron候选体。
2023-11-01 astro-ph.HE
Unraveling the Nature of HAWC J1844-034 with Fermi-LAT Data Analysis and Multi-wavelength Modeling
Raman Research Institute(拉曼研究所)
通过费米-拉特数据和多波段建模分析HAWC J1844-034的光谱特征,发现其可能为脉冲星风星云。
2025-12-30 astro-ph.HE
On the TeV spectral energy distribution of HAWC's sources
我们提出了一个系统的研究TeV的伽马射线谱的来源在2HWC HAWC目录。分析中考虑了三种谱模型:简单幂律、指数截止幂律和对数抛物线。对嵌套模型的检验统计量进行比较,以寻找最佳描述。我们使用了17和25个月的HAWC数据的伽马射线天空图。从分析来看,星表中只有三个源偏离了简单的幂律谱,具有很高的显著性。在每种情况下都给出了相应的参数。
2017-08-30 astro-ph.HE
A complementary view of the Galactic plane in TeV gamma rays by HAWC and H.E.S.S
H.E.S.S.合作最近发表了其银河平面调查,这是一个在TeV伽马射线中对银河系一半的深度调查,使用了近10年的观测。它包含78个来源,包括16个新来源。另一方面,HAWC合作还发布了基于507天数据的2HWC目录。这是使用完整的HAWC探测器进行的第一次源搜索的结果,覆盖了三分之二的天空。在这次搜索中,已经报告了39个源,其中16个是首次在TeV能量下检测到的。HAWC数据集自那时以来翻了一番,揭示了另外10个来源。这两种仪器在概念、观测以及事件分析和重建方面有很大不同,但它们在类似的能量范围内工作。从某种意义上说,它们是非常互补的。我将比较两种仪器在重叠区域看到的银河平面,强调仪器的内在属性和专用数据分析产生的相似性和差异,并表明背景估计是一个主要因素。
2019-08-19 astro-ph.HE
Observation of radio galaxies with HAWC
高海拔水切伦科夫(HAWC)伽马射线天文台是一个位于墨西哥普埃布拉的大面积空气簇射阵列。在HAWC的视野中,最近的射电星系M87已经被探测到非常高的能量。本文报道了射电星系M87的TeV γ射线通量的上限。M87是一个位于室女星系团的超巨型椭圆星系,距离16 Mpc,观测范围从射电波长到TeV γ射线。尽管单区同步加速器自康普顿模型已成功用于解释该源高达几GeV的光谱能量分布,但TeV处的γ射线光谱已在不同的理论模型中解释。我们讨论了这些上限的光强子相互作用的影响,以及在冰立方中微子望远镜预期的中微子事件的数量。
2017-09-10 astro-ph.HE
Prospects for the detection of GRBs with HAWC
对具有VHE γ射线的伽马射线暴(GRB)的观测,不仅可以了解GRB中粒子的加速机制,而且还可以用来探测河外背景光和限制Lorentz不变性破坏。我们提出了基于地面的HAWC(高海拔水切伦科夫)伽玛射线天文台的伽玛暴探测的前景。我们模型的VHE光谱的伽玛暴外推观测费米LAT和其他天文台更高的能量。假设只有与河外背景光相关的电子对产生是光谱中高能截止的原因,我们发现HAWC将具有高达1.65 GRB/年的探测率。HAWC对伽玛暴的灵敏度主要来自瞬发相的短硬伽玛暴。我们探讨了GRB谱中普遍高能截止的可能性,发现只要在静止坐标系中典型的本征截止在200-300 GeV以上,HAWC的GRB探测率应至少是这个数字的一半。
2013-06-05 astro-ph.HE
Probing the mass composition of TeV cosmic rays with HAWC
本文利用HAWC近5年数据在10 TeV至1 PeV能量区间反卷积宇宙线轻、中、重质量组能谱,采用QGSJET-II-04模型,发现各质量组能谱存在精细结构。
2025-09-21 astro-ph.HE
VERITAS and Fermi-LAT observations of TeV gamma-ray sources from the second HAWC catalog
HAWC天文台最近发布了他们的第二个源目录,其中包括39个基于507天曝光时间的非常高能量伽马射线源。其中,有16个源与任何已知的TeV源相差超过一度。我们使用VERITAS和\textit{Fermi} -LAT数据研究了这16个源中的13个。VERITAS是一个由四个成像大气切伦科夫望远镜组成的阵列,观测能量高于85 GeV的伽马射线,可以提供更详细的源图像,曝光时间短得多,角分辨率更好。利用\textit{Fermi} -LAT数据,我们寻找了较低能量(E>10 GeV)的对应物。VERITAS的暴露量在13个来源中各不相同,我们使用了8年的\textit{Fermi} -LAT数据。VERITAS在该后续研究中发现PWN~DA~495区域的弱伽马射线发射与2 HWC J1953+294一致。我们将特别讨论PWN~DA~495区域和SNR~G~54.1+0.3区域的结果,其中\textit{Fermi} -LAT探测到SNR~G~54.1+0.3的GeV对应物,这是VERITAS和HAWC探测到的已知TeV源。
2017-08-18 astro-ph.HE
Full-Sky Analysis of Cosmic-Ray Anisotropy with IceCube and HAWC
在过去的二十年中,在北半球和南半球的实验都观察到银河系宇宙射线到达方向分布的一个小的,但可测量的能量依赖的恒星各向异性。各向异性的相对振幅为$10^{-4} - 10^{-3}$。然而,这些单独的测量中的每一个都受到有限的天空覆盖范围的限制,因此从任何一个测量获得的各向异性的伪功率谱显示出不同多极模式$C_\ell$之间的系统相关性。为了解决这个问题,我们提出了一个联合分析的各向异性的所有角度尺度上使用宇宙射线数据的冰立方中微子天文台位于南极($90^\circ$ S)和高海拔水切伦科夫(HAWC)天文台位于Sierra Negra,墨西哥($19^\circ$ N)的初步状态。我们描述的方法结合冰立方和HAWC数据,解决个人探测器系统学和研究的两个天文台之间的重叠领域。
2015-10-15 astro-ph.HE
Estimate of the energy spectrum of the light component of cosmic rays in HAWC using the shower age and the fraction of hit PMT's
高海拔水切伦科夫(HAWC)天文台是一个地面空气簇射探测器,旨在研究TeV伽马和宇宙射线窗口。观测台由密集排列的$300$切伦科夫水箱组成,$4.5$深20米,直径100毫米,每个水箱配有$4$光电倍增管,分布在$22,000 \, \mbox{m}^2$表面。该仪器记录撞击PMT的数量以及计时信息和光电倍增管在阵雨事件期间看到的总电荷。通过对这些数据的分析,估计了簇射观测量,如到达方向、地核位置、年龄和初级能量等,由此可以研究宇宙射线的能谱及其成分。在这项工作中,我们将描述HAWC宇宙线分析的方法,包括贝叶斯光谱展开程序用于确定所有粒子和轻组分的宇宙射线的能量谱。我们将看到,簇射年龄与碰撞PMT的分数的分布包含有关宇宙射线组成的信息。
2018-01-17 astro-ph.HE
The HAWC Gamma-Ray Observatory: Observations of Cosmic Rays
我们描述了GeV和TeV宇宙射线的测量与高海拔水切伦科夫伽马射线天文台,或HAWC。这些测量包括观测月球阴影;观测TeV宇宙射线的小尺度和大尺度角度聚集;利用HAWC测量瞬态太阳事件的前景;利用HAWC工程阵列和HAWC-30观测福布什递减。
2013-09-30 astro-ph.HE
NuSTAR broad-band X-ray observational campaign of energetic pulsar wind nebulae in synergy with VERITAS, HAWC and Fermi gamma-ray telescopes
我们报告最近的进展,正在进行的NuSTAR观测活动的8 TeV检测脉冲星风星云(PWNe)。这项活动构成了我们NuSTAR研究的主要部分,该研究是由VERITAS和HAWC检测到的银河系中一些最具能量的TeV源。NuSTAR是第一个在空间以10千电子伏以上运作的聚焦X射线望远镜,具有亚弧分角分辨率。NuSTAR获得的宽带X射线成像和光谱数据使我们能够通过检测同步加速器X射线辐射来探测亚PeV电子群。我们的目标包括HAWC探测到的PeVatron候选者,回旋镖星云,被超新星遗迹冲击(或遗迹PWNe)粉碎的PWNe和银河系中心的G0.9+0.1。使用费米-LAT数据和可用的TeV数据,我们的目标是提供一个完整的,多波长的视图的不同类别的中年(~10-100 kyrs老)PWNe。我们的NuSTAR分析检测到来自Eel和Boomerang PWNe的硬X射线发射,并最准确地表征了它们的宽带X射线光谱。我们计划将时间演化和多区域PWN模型应用于无线电,X射线,GeV和TeV波段的多波长光谱能量分布(SED)数据。在这一过程中,我们将回顾我们的观测活动,并讨论一些PWNe的初步结果。
2021-08-01 astro-ph.HE
A search for spectral hardening in HAWC sources above 56 TeV
高海拔水切伦科夫(HAWC)天文台是一个宽视场伽马射线天文台,经过优化,可以探测到300 GeV到几百TeV之间的伽马射线。HAWC合作组织最近发布了他们的第三个源目录(3HWC),其中包含65个源。这些源之一,超高能量伽马射线源3HWC J1908+063,可能在最高能量(高于56 TeV)处表现出光谱指数的硬化。至少需要两个粒子群才能令人满意地解释最高的能量发射。这第二个成分可能是轻子或强子的起源。如果它的起源是强子的,那就意味着在源附近存在能量高达$\sim$ 1 PeV的质子。我们已经搜索了其他3HWC源的存在,这种光谱硬化功能。如果观察到,这将意味着这些来源可以成为PeVatron的良好候选人。
2021-07-29 astro-ph.HE
HAWC measurements of the energy spectra of cosmic ray protons, helium and heavy nuclei in the TeV range
目前对$10$ TeV - $1$ PeV区间内宇宙射线元素质量群的相对丰度和能谱的了解还不确定。这种情况阻碍了进行精确的测试,而这些测试可能导致区分关于TeV宇宙射线在星系中的起源和传播的现有假设。为了更好地了解这些粒子的质量组成,我们利用强子诱导的空气簇射的HAWC数据,用$Z > 2$确定了质子、氦和重核三种质量群的宇宙射线谱。利用Gold展开技术,对到达天顶角小于45 °的事件的能量进行了估算,得到了侧向簇射年龄的二维分布。该研究是基于使用QGSJET-II-04模型的模拟进行的。初级宇宙射线能量从$10$ TeV到$251$ TeV的结果。它们揭示了上述宇宙线谱在上述初级能量范围内表现出精细结构。
2021-08-06 astro-ph.HE
Spectrum and Morphology of the Very-High-Energy Source HAWC J2019+368
MGRO J2019+37区域是天空中TeV能量最亮的源之一。它在2年HAWC目录中被发现为2HWC J2019+367,在这里我们使用HAWC的数据对该地区进行了详细的研究。该分析将该地区分为两个来源:HAWC J2019+368和HAWC J2016+371。我们将HAWC J2016+371与演化的超新星遗迹CTB 87联系在一起,尽管它在这项分析中的重要性很低,因此无法在此时进行详细的研究。对HAWC J2019+368的形貌(包括可能的能量依赖形貌)和光谱的研究是这项工作的重点。我们将HAWC J2019+368与PSR J2021+3651及其X射线脉冲星风星云蜻蜓星云联系在一起。模拟HAWC和朱雀测量的光谱揭示了一个$\sim$ 7 kyr脉冲星和星云系统,产生所观察到的X射线和$γ$射线能量的发射。
2021-01-05 astro-ph.HE
Exploring the nature of 2HWC J2006+341 with HAWC and Fermi-LAT
高海拔水切伦科夫(HAWC)伽马射线天文台正在对TeV能量的北部天空进行详细调查。2 HWC J2006+341是在2 HWC HAWC天文台伽玛射线星表中通过点源搜索发现的一个新源。使用$\sim$ 1038天的HAWC数据,我们进行了详细的分析,该地区揭示了扩展的排放。在2 HWC J2006+341的位置,其他TeV仪器没有探测到辐射。我们还分析了从\textit{Fermi} -LAT公开获得的数据,这些数据首次表明在2 HWC J2006+341区域存在具有硬谱的扩展GeV源。HAWC和\textit{Fermi} -LAT数据的组合建模使我们能够探索2 HWC J2006+341起源的不同场景。
2019-07-24 astro-ph.HE
Constraints on Lorentz invariance violation using HAWC observations above 100 TeV
由于涉及高能量和长距离,天体物理观测提供了一个独特的机会来测试洛伦兹不变性破坏(LIV)的可能特征。超光速LIV使光子在相对短的距离内以高能量衰变,给出了在此能量以上具有硬截止的天体物理光谱。高海拔水切伦科夫(HAWC)天文台是目前世界上最灵敏的10 TeV以上的伽马射线天文台。再加上最近开发的一种能量重建算法,HAWC使用人工神经网络,HAWC可以作出详细的测量超过100 TeV的伽马射线能量。通过这些观测,HAWC可以将LIV能量标度限制在$10^{31}$ eV以上,超过普朗克能量标度的800倍。LIV的这一限制比$\rm E_{LIV}^{(1)}$的最佳先前值的约束性大60倍以上。
2019-08-26 astro-ph.HE
The HAWC Gamma-Ray Observatory: Sensitivity to Steady and Transient Sources of Gamma Rays
高海拔水切伦科夫(HAWC)伽马射线天文台旨在记录100 GeV至100 TeV之间的宇宙射线和伽马射线产生的空气簇射。由于其大视场和高寿命,HAWC非常适合测量来自扩展源、漫发射和瞬态源的伽马射线。我们描述的灵敏度HAWC的发射从扩展天鹅座地区以及其他类型的银河系的扩散发射;搜索耀斑的伽马射线暴和活动星系核;和第一次测量的蟹状星云HAWC-30。
2013-09-30 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
AMON: TeV Gamma and Neutrino Coincidence Alerts from HAWC and IceCube subthreshold data
随着大型宇宙射线、伽马射线、中微子和引力波观测站的同时运行,多信使天体物理学的时代已经到来。就在过去的两年里,一个电磁(EM)对应物被探测到的引力波事件,和高能中微子的EM对应物的证据已经确定。这些测量对我们对非热宇宙的看法产生了重大影响,但理解宇宙加速器需要大量增加多信使观测的数量。天体物理多信使观测网(AMON)是为高统计搜索伽马射线和中微子探测器的阈下瞬态警报而设计的。在AMON,我们已经实施了一个联合的可能性分析TeV伽马射线测量从高海拔水切伦科夫(HAWC)天文台和中微子从冰立方中微子天文台。AMON已经准备好使用HAWC“热点”和IceCube天体物理中微子事件产生实时巧合警报。这些警报将分发给AMON后续合作伙伴,预计延迟时间中位数为6小时,相当于HAWC视野中的完整过境。警报的角分辨率将达到${\sim}0.2^{\circ}$,非常适合进行深层电磁跟踪观测。
2019-08-16 astro-ph.HE
Spectral analysis of the blazars Markarian 421 and Markarian 501 with the HAWC Gamma-Ray Observatory
高海拔水切伦科夫(HAWC)伽马射线天文台在$\sim300$至100 TeV的能量范围内测量非常高的能量天空,并在2015年6月至2017年12月的837天内探测到两个高同步加速器峰值BL Lacertae天体,Markarian 421和Markarian 501。在这项工作中,我们提出了详细的时间平均谱分析。利用河外背景光模型,研究了1TeV以上两个耀变体的内禀光谱特性的差异,初步结果表明,Mrk 421的内禀光谱符合幂律方程,能量截止函数为指数,光子指数为$α_{421}=2.22\pm0.10$,能量截止函数为$Ec_{421}=5.24\pm1.02$ TeV,而对于Mrk 501,本征谱由具有谱指数$α_{501}=2.40\pm0.06$的幂律很好地描述,而不需要能量截止。
2019-09-03 astro-ph.HE