Can we quickly flag Ultra-long Gamma-Ray Bursts?
超长伽马射线暴是一类持续数小时的高能瞬变现象。它们的确切性质仍然是难以捉摸的，已经提出了几个模型来解释它们。由于宽场伽玛射线探测器的探测范围有限，利用灵敏的窄场X射线仪器研究其瞬发相有助于理解超长伽玛暴的起源。然而，由于在瞬发阶段结束之前识别超长GRB具有挑战性，因此观察员在快速启动后续观测方面面临着一个真正的问题。在这里，我们提出了一个比较的提示属性后，几十分钟的样本的超长伽玛暴和正常的长伽玛暴，寻找以前的指标的长持续时间。我们发现，没有这样明确的事先指标的持续时间的爆发。我们还发现，统计上，持续至少10分钟和20分钟的爆发分别有28%和50%的概率是超长事件。这些发现指向一个共同的中央引擎正常的长和超长的伽玛暴，与Eksar模型的特权。
2019-04-09 astro-ph.HE
Constraining superheavy decaying dark matter with directional ultra-high energy gamma-ray limits
矮球状星系是一种具有小的或可忽略的天体物理背景的致密天体，被广泛认为是寻找暗物质衰变和湮灭信号的有希望的目标。我们提出的超重衰变暗物质分支到$q\bar{q}$通道的质量范围$10^{19} - 10^{25}$ eV的基础上的超高能（UHE）伽马射线的方向限制的皮埃尔俄歇天文台和望远镜阵列实验的寿命的约束。UHE光子向地球传播过程中的衰减效应被考虑在内，最强的约束来自大熊座II，后发座和Segue I星系。
2021-05-14 astro-ph.HE
Ultra-high Energy Gamma-rays from Past Explosions in our Galaxy
我们银河系中的高海拔水切伦科夫伽马射线天文台和大型高海拔空气簇射天文台发现了超高能光子源，这在过去几年中彻底改变了伽马射线天文学领域。这些放射物有时在与巨大分子云有关的强大超新星或超新星遗迹附近发现。通常认为，这些辐射的起因是超新星爆发产生的激波加速电子的逆康普顿辐射，以及超新星遗迹产生的激波加速质子与分子云中的冷质子的质子-质子相互作用。本文选取了与巨分子云有关的两个超高能光子源LHAASO J2108+5157和LHAASO J 0341 +5258，但在它们附近没有发现强脉冲星或超新星遗迹，提出了一种假设，即在这些源的局部环境中注入了来自过去爆炸的激波加速电子和质子，发生在几千年前我们发现，所观察到的超高能光子通量可以解释与时间演化的相对论电子和质子谱产生的二次伽马射线。
2021-12-16 astro-ph.HE
Neutrinos And Cosmic Rays From Gamma Ray Bursts
IceCube合作组最近报道的来自伽马射线暴（GRB）的超高能中微子通量的上限与基于GRB火球模型的预测相矛盾，但并不排除GRB是超高能宇宙射线的主要来源。
2012-05-17 astro-ph.HE
Black hole central engine for ultra-long gamma-ray burst 111209A and its associated supernova 2011kl
最近，首次报道了超长伽马射线暴（GRB）与超新星之间的关联，即，GRB 111209A/SN 2011kl，这使我们能够研究超长GRB的中心引擎甚至祖星的物理学。本文对GRB 111209A/SN 2011kl的宽带数据进行了检验。晚期X射线光曲线呈现出类似GRB 121027 A的回落凸起，表明存在黑洞中央引擎。因此，我们提出了一个具有回退吸积的GRB 111209A/SN 2011kl的Eksar模型。所需的模型参数，如祖星的总质量和半径，表明GRB 111209 A的祖星更可能是沃尔夫-拉叶星而不是蓝超巨星，而这次超长爆发的中心引擎是一个黑洞。我们的研究结果的影响进行了讨论。
2016-05-16 astro-ph.HE
A very luminous magnetar-powered supernova associated with an ultra-long gamma-ray burst
最近有人提出了一类新的超长持续时间（> 10，000 s）伽马射线暴。它们可能起源于半径比正常长伽马射线暴大得多的恒星爆炸，或者起源于恒星的潮汐破裂。迄今为止，还没有明确的超新星与超长伽马射线暴联系在一起。在这里，我们报告了一颗超新星（2011kl）与超长持续时间爆发111209A有关，z=0.677。这颗超新星的亮度是与长伽马射线暴相关的Ic型超新星的3倍多，其光谱也明显不同。连续光谱的斜率类似于超亮超新星的斜率，但延伸到静止坐标系的紫外线，意味着金属含量较低。光变曲线的演化比超亮超新星快得多。高光度和低金属线不透明度的组合不能与典型的Ic型超新星相协调，但可以通过一个模型来重现，其中强磁化的中子星（磁星）注入了额外的能量，这也被认为是超亮超新星的解释。
2015-09-10 astro-ph.HE
Supernova connection of unidentified ultra high energy gamma-ray source LHAASO J2108+5157
我们提出了一个简单的唯象模型的强子之间的相互作用加速的质子在一个老的超新星遗迹（SNR）和冷质子位于相关的分子云（MC）。来自旧SNR的加速质子逃离SNR冲击波阵面，并在较早的时间注入MCs，通过质子-质子非弹性相互作用产生超高能伽马射线和中微子。我们还考虑到加速和随后逃逸的电子从SNR冲击波阵面。逃逸的电子在注入MC后通过各种辐射冷却机制产生伽马射线。我们用这封信中讨论的模型来解释的多波长（MWL）光谱能量分布（SED）的不明银河系超高能伽玛射线源LHAASO J2108+5157。我们还讨论了在其他情况下应用该模型的可行性。未来的观测可以测试这封信中讨论的模型的可行性，这将反过来证实SNR实际上可以将粒子加速到PeV能量。
2023-01-31 astro-ph.HE
Ultrahigh-Energy Cosmic Ray Production by Turbulence in Gamma-Ray Burst Jets and Cosmogenic Neutrinos
提出了一种新的在伽马射线暴喷流中产生超高能宇宙线的模型。在瞬发γ射线辐射之后，在余辉相或余辉相之前，在伽玛暴喷流中激发出流体动力学湍流。温和的相对论性湍流随机加速质子。加速率比通常的一阶冲击加速率慢得多，但在这种情况下，它可以是能量无关的。由此产生的UHECR光谱是如此坚硬，以至于体能量集中在最高能量范围内，导致对$\sim 10^{53.5}~\mbox{erg}~\mbox{s}^{-1}$的典型宇宙射线光度的中等要求。在这个模型中，二次γ射线和中微子的排放所引发的E2离子的生产显着抑制。尽管注射时的UHECR光谱显示出弯曲特征，但这与观察到的UHECR光谱形状不冲突。宇宙成因中微子谱在$10^{17}$ - $10^{18}$ eV范围内变得明显困难，这可能会被未来的观测所验证。
2016-07-09 astro-ph.HE
Ultra-high-energy Cosmic Ray Sources can be Gamma-ray Dim
本文通过CRPropa模拟检验已分辨伽马射线源能否解释奥格偶极子，发现其振幅过大，表明存在伽马射线暗弱或未分辨的UHECR源群。
2025-10-27 astro-ph.HE
Observe Gamma-Rays and Neutrinos Associated with Ultra-High Energy Cosmic Rays
针对超高能宇宙线与弥散高能中微子可能同源的猜想，提出对超高能宇宙线到达方向开展伽马射线和中微子观测，计算了探测概率，并指出未来相关观测可约束甚至识别其源头。
2025-02-24 astro-ph.HE
Are Ultra Long Gamma Ray Bursts powered by black holes spinning down?
伽马射线暴（GRB）是来自宇宙学距离的剧烈爆炸。它们几乎每天都在伽马射线（也包括X射线、紫外线、光学、无线电）中被检测到，通常持续几秒到几分钟。有些伽玛射线暴的持续时间已经超过10^4秒，这就是所谓的超长伽玛射线暴。人们一直在争论这些事件是否形成了一个新的独特类别，或者它们是否类似于长伽玛暴。根据Blandford & Znajek（1977）的观点，旋转黑洞的自旋能量可以通过电磁方式提取，只要黑洞周围的圆盘中有电流支持的磁场。我们认为，这可能是中央引擎的伽玛暴的情况下，我们表明，爆炸的持续时间取决于磁通量积累的事件视界的黑洞。因此，我们估计的表面磁场的一个可能的祖星，我们的结论是，一个超长伽玛暴可能起源于一个祖星与一个相对较低的磁场。
2015-06-09 astro-ph.HE
Ultra-high Energy Cosmic Rays and Neutrinos from Gamma-Ray Bursts, Hypernovae and Galactic Shocks
我回顾伽马射线暴模型（GRB）和观测，并讨论了可能产生的超高能宇宙射线和中微子的标准内部冲击模型和新一代的光球和强子GRB模型，在目前的限制IceCube，俄歇和TA观测。然后，我讨论的模型，已被提出来解释最近的天体物理学PeV中微子观测，包括恒星形成和星爆星系，超新星和星系吸积和合并冲击。
2014-07-21 astro-ph.HE
Detection of GeV emission from an ultra-long gamma-ray burst with the Fermi Large Area Telescope
由费米伽马射线暴监测器（GBM）探测到的GRB 220627 A显示了两次伽玛射线发射，两次发射之间相隔{$\sim$ 700} s长的静止期。由于两个事件的时间形状和光谱相似，GRB 220627 A被推测为引力透镜伽马射线暴（GRB）。我们分析了费米大面积望远镜（LAT）的数据，发现大约49个100 MeV以上的伽玛射线光子来自伽玛暴在第一集，而没有超过100 MeV的光子在第二集。基于对这两个事件的宽带光谱研究，在很高的置信水平上排除了引力透镜效应的可能性，从而得出结论：GRB 220627A是一个瞬时爆发持续时间超过1000 s的本质超长GRB。这是第一次从超长GRB中探测到GeV辐射。我们发现，在LAT光变曲线中看到的短尖峰也存在于GBM探测器中，这表明在整个费米能量范围内存在一个共同的内部发射区域。在早期瞬发阶段探测到15.7 GeV的光子，对伽玛暴喷出物的体积洛伦兹因子设定了$Γ\ge300$的下限。对体洛伦兹因子的限制可以揭示超长伽玛暴的起源。
2022-11-19 astro-ph.HE
Are Ultra-long Gamma-Ray Bursts different?
一些持续时间超过1,000秒的伽马射线暴的发现，特别是持续时间约为25,000秒的GRB 111209 A的例外情况，引发了这样一个问题：这些暴是否形成了一类新的源，即所谓的{ \em超长} GRB，或者它们是否是标准长GRB持续时间分布的尾部。本文利用{ \em Swift}探测到的长伽玛暴样本，研究了超长伽玛暴的统计特性，并与长暴总体进行了比较。我们还讨论了观察到的光谱特性的差异。我们发现，超长伽玛暴是统计上不同于标准的长伽玛暴，典型的爆发持续时间小于100-500秒，其中沃尔夫拉叶星祖通常被调用。我们将这一结果解释为一种迹象，即必须找到一种替代方案，以解释超长GRB极端能量学，以及质量库及其大小，可以为中央引擎提供如此长的时间。
2014-11-27 astro-ph.HE
Observational Consequences of GRBs as Sources of Ultra High Energy Cosmic Rays
伽马射线暴（GRB）一直被认为是超高能宇宙射线（UHECR）的候选者。我们研究的签名CR质子加速伽玛暴一贯考虑到它们的强子和电磁相互作用。我们讨论了我们的研究结果与最近发射的费米伽马射线太空望远镜的高能伽马射线观测的影响。
2009-01-30 astro-ph.HE
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
Detectability of ultrahigh energy cosmic ray signatures in gamma rays
超高能宇宙射线注入星系际介质，通过初级粒子与辐射背景相互作用产生高电磁分量，导致以源位置为中心的GeV-TeV γ射线晕的产生。本文探讨了这种伽马射线晕的可探测性的前景。我们探索了广泛的天体物理参数，包括大尺度结构中磁场的不均匀分布以及各种可能的化学成分和注入光谱;我们考虑了位于星系团外部的源的情况。相对于与超高能次级对的同步辐射相关的伽马射线通量，我们证明了它并不强烈地依赖于这些参数，并得出结论，其大小最终取决于初级宇宙射线中注入的能量。将宇宙线光度与对测量的宇宙线光谱的贡献联系起来，我们发现由相同光度源产生的伽马射线晕远低于当前或计划的仪器灵敏度。只有那些位于几百兆秒差距以上，并且在10^19 eV处贡献了大于10%的通量的稀有而强大的稳定源才有可能被探测到。我们还讨论了由超高能宇宙射线引发的逆康普顿/对产生级联产生的γ射线晕。后一种信号强烈地依赖于河外磁场的结构;如果B > 10^（-14）G的磁场的填充因子小于几倍，则在一定程度上它由同步信号支配。最后，我们简要讨论了附近潜在源的情况，如半人马座A。
2010-11-02 astro-ph.HE
Ultra-high energy cosmic rays and the extragalactic gamma ray flux
超高能宇宙射线与宇宙中的辐射场相互作用，产生电磁级联，导致河外伽马射线通量，可探测到约100 GeV。最近费米-LAT对河外伽马射线通量的精确测量，加上对各种类型活动星系核背景的估计，可以对级联分量设定限制。通过与预测的比较，并作出各种假设，即采用特定的模型，可以对超高能粒子可以加速的最大能量设定限制。如果我们的模型是正确的，最大能量不太可能超过100 EeV，反过来，在测量的超高能谱中明显的“GZK”截止可能是由于内在的出射粒子谱的下降。然而，由于所涉及的许多参数的不确定性，目前还不可能武断地作出结论。我们已经使用了最近的参数范围的估计，并发现，虽然我们的模型的参数在允许的范围内的不确定性是如此之大，我们的结果是不唯一的，虽然该方法是令人满意的。因此，到目前为止，结果只能被视为一种指示。
2014-04-05 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
Hard TeV Gamma-Ray Afterglows of Nearby GRB 190829A as a Tentative Signature of Ultra-High-Energy Cosmic Rays Accelerated in Gamma-Ray Burst Jets
本研究针对近邻GRB 190829A的硬TeV伽马射线能谱，提出结合电子自康普顿散射与超高能质子同步辐射的模型，获得了质子能量与总能量的试探性上限，并指出早期观测对揭示超高能质子群至关重要。
2023-04-20 astro-ph.HE
On the potential of bright, young pulsars to power ultra-high gamma-ray sources
最近发现的一种新的超高能伽马射线源的光谱超过100 TeV，揭示了银河PeVatrons的存在-宇宙射线工厂将粒子加速到PeV能量。除了与蟹状星云有关的一个外，这些来源还没有被确定。在1度或更大的范围内，它们中的大多数包含几个潜在的对应物，包括超新星遗迹，年轻的星团和脉冲星风星云（PWNe），它们可以作为PeVatron，从而为周围的扩散超高能伽马射线结构提供动力。在PWNe的情况下，伽马射线是由在脉冲星风终止冲击中加速的电子通过2.7 K CMB辐射的逆康普顿散射产生的。脉冲星旋转能量到相对论电子的高转换效率，加上短的冷却时间尺度，使伽马射线的亮度达到$L_γ\sim 0.1 \dot{E}$的水平。脉冲星自旋下降的光度$\dot E$也决定了单个光子的绝对最大能量：$E_{\rm γ~\rm max}\approx 0.9 \dot E_{36}^{0.65}~~\rm{PeV}$。这个基本约束占主导地位的年轻PWNe与典型的磁场的$\approx$ 100 $μ$ G与$\dot{E} \lesssim 10^{37}\ \rm erg/s$的电子同步能量损失的条件。我们讨论了$E_{\rm γ~\rm max}$的影响，通过比较它与LHAASO报告的最高能量的光子从十几个超高能源。只要发射的PWN源是可能的，我们使用LHAASO测量星云磁场的上限。
2022-04-20 astro-ph.HE
Magnetars in Ultra-Long Gamma-Ray Bursts
与超长伽马射线暴（ULGRB）111209 A相关的超新星2011 kl表现出高于正常的峰值亮度，将其置于常规超新星和超亮超新星之间的参数空间中。它的光变曲线只能与异常高的$^{56}$ Ni部分相匹配，这与观测到的光谱不一致，因此有人认为超新星以及扩展的伽马射线暴是由一颗高度磁化的毫秒脉冲星（称为磁星）的自旋下降提供动力的。我们调查的宽带观测ULGRB 111209A，并找到两个独立的措施，建议高密度环暴环境。然而，伽玛射线暴余辉的光变曲线显示，在触发后三周内，没有喷流中断的证据（由于外部介质的阻力，喷流减速时预期的急剧下降），这意味着一个广泛的喷流。结合爆发的高各向同性能量，这意味着只有自旋周期为1 ms或更快的磁星才能提供足够的能量来驱动ULGRB 111209A和超新星2011kl。
2017-03-07 astro-ph.HE
Cold ultrarelativistic pulsar winds as potential sources of galactic gamma-ray lines above 100 GeV
最近从银河系平面的某些部分报告的130 GeV的线状光谱特征的证据对任何解释这一惊人的发现提出了严峻的挑战。一般认为，谱线异常狭窄的轮廓无法用天体物理学物体中的常规过程来解释，如果是真的，很可能与暗物质有关。在本文中，我们认为，冷超相对论脉冲星风可以是非常窄的伽马射线线的替代来源。我们证明，康普顿化的冷超相对论性电子-正电子脉冲星风在深克莱因-西科制度可以很容易地提供非常狭窄的独特的伽马射线线的功能。为了验证这一预测，我们制作了光子计数地图的基础上费米LAT数据的能量区间100至140 GeV。我们证实了早期的报告存在的边缘伽马射线线状信号从三个地区的银道面。虽然这些图显示了这些区域内的一些结构，但不幸的是，有限的光子统计数据无法在这方面得出任何确定的结论。通过低能阈值大气切伦科夫望远镜系统，特别是通过H.E.S.S.的新的27米直径盘确认130 GeV谱线发射。阵列，将是至关重要的解决空间结构的热点报告，从而区分暗物质和脉冲星起源的“费米线”。
2012-07-02 astro-ph.HE
Correlating Fermi gamma-ray sources with ultra-high energy cosmic rays
超高能宇宙射线（UHECR）的起源是高能天体物理学中一个经久不衰的谜团。为了研究这一点，我们将最近发布的费米大面积望远镜第一源目录（1FGL）与Pierre Auger合作提供的UHECR公共样本进行了交叉关联。在样本中的27个UHECR中，我们发现12个事件到达费米源的3.1度内。然而，我们发现类似或更多的匹配在63个100个人工UHECR样本中使用的位置随机抽取的BATSE 4B目录的伽马射线暴（GRB）从1991年到1996年收集。根据我们的分析，我们没有发现证据表明，UHECR与费米源。最后，我们对宇宙射线的天体物理起源进行了一些评论。
2010-03-12 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
Constraint on the velocity dependent dark matter annihilation cross section from gamma-ray and kinematic observations of ultrafaint dwarf galaxies
由于矮球状星系中的暗物质密度高、重子成分少，寻找矮球状星系中的伽马射线是探测暗物质的一个很有前途的途径。从dSphs的费米-LAT观测对速度无关湮灭截面设置了严格的约束。然而，dSphs的约束可能会改变速度依赖的湮灭方案，因为不同的速度分散在星系。在这项工作中，我们研究如何设置约束的速度依赖的湮灭截面从合并的费米LAT观测dSphs的运动学数据。为了从dSph计算伽马射线通量，应该考虑DM密度分布和每个位置处的速度分散之间的相关性。我们研究这样的相关性和相关的不确定性，从运动学观测进行牛仔裤分析。利用Willman 1、Reticulum II和Triangulum II这三个具有大J因子的超暗dSphs的观测结果，我们以银河系中p波湮灭截面为例进行了约束。
2018-04-02 astro-ph.HE
High Energy Gamma Rays from Nebulae Associated with Extragalactic Microquasars and Ultra-Luminous X-ray Sources
微类星体和超亮X射线源（ULX）是位于星系核外的高能致密天体。其中一些天体与膨胀的气泡有关，其速度为80-250 ${\rm km~s^{-1}}$。我们研究了这些膨胀星云中粒子的冲击加速度。膨胀速度快的星云$\gtrsim120~{\rm km~s^{-1}}$能够将宇宙射线加速到$\sim100$ TeV。如果10%的冲击动能用于粒子加速，像NGC 7793中的微类星体S26这样的强大星云将发射出高达几十TeV的伽马射线，光子指数为$\sim2$。考虑到切伦科夫望远镜阵列的灵敏度和角分辨率，这些星云将是未来观测的好目标。它们也会在$\ge0.1~{\rm GeV}$的未分辨宇宙伽马射线背景辐射中贡献$\sim7$ %。相比之下，在缓慢膨胀的星云$\lesssim120~{\rm km~s^{-1}}$中，由于离子与中性粒子的碰撞，粒子加速的效率较低，导致$\gtrsim10$ GeV的光谱较软。
2017-01-31 astro-ph.HE
Probing the origin of cosmic rays in Cygnus Cocoon using ultrahigh-energy gamma-ray and neutrino observations
最近HAWC和LHAASO天文台从费米-LAT 4FGL源4FGL J2028.6+ 4110 e（天鹅座茧）方向观测到的高达100 TeV和1.4 PeV的高能伽马射线，表明它们的产生是在轻子过程中的强子起源。IceCube中微子天文台报告了IceCube-201120 A，这是一个来自同一方向的中微子事件，表明天鹅茧可能对应于高能宇宙射线的最合理来源之一。本文研究了中微子事件与观测到的天鹅茧超高能γ射线之间的表观关系，以探讨它是否可以用加速宇宙射线与周围物质的强子相互作用来一致地解释。我们的发现表明轻子机制和纯强子机制对理解总电磁波谱以及观测到的中微子事件都有相当大的贡献。对天鹅座茧中预期的μ子中微子事件的估计与冰立方多年观测中迄今为止检测到的一个μ子中微子事件一致。因此，我们的研究结果表明，天鹅座茧是一个银河系宇宙射线源的潜力，能够加速至少高达PeV的能量。
2023-03-06 astro-ph.HE
Discovery of an ultracompact gamma-ray millisecond pulsar binary candidate
我们报告了对未确认的费米天体2FGL J1653.6-0159的多波长观测。在高分辨率X射线观测的帮助下，我们已经确定了2FGL J1653.6-0159的X射线和光学对应物。该源在光学和可能的X射线中表现出75分钟的周期性调制。我们认为2FGL J1653.6-0159是一个轨道周期为75 min的致密双星系统，结合γ射线和X射线的性质，2FGL J1653.6-0159可能是一颗黑寡妇/红背型γ射线毫秒脉冲星（MSP）.光学和X射线光变曲线表明伴星被高能辐射轻度加热，X射线来自双星内激波。虽然还没有发现射电脉动，但我们根据理论模型估计MSP的自旋周期约为2 ms。如果未来能够确认脉动，2FGL J1653.6-0159将成为第一款超紧凑旋转动力MSP。
2014-09-21 astro-ph.HE
Lateral distributions of electrons in air showers initiated by ultra-high energy gamma quanta taking into account LPM and geomagnetic field effects
本文用伴随级联方程数值解的方法计算了超高能光子（$10^{18}-10^{22}$ eV）引发的空气簇射中电子的横向分布。分别考虑Landau-Pomeranchuk-Migdal（LPM）效应和光子、电子与地磁场（GMF）的相互作用，对横向分布的标度形式进行了扩展分析。它示出的电子的横向分布的单参数缩放描述仍然有效的最高能量考虑LPM和GMF效应，允许有效的初级粒子类型的歧视使用最大的地面空气簇射阵列的表面探测器数据。
2018-12-31 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
Gamma-ray counterparts of 2WHSP high-synchrotron-peaked BL Lac objects as possible signatures of ultra-high-energy cosmic-ray emission
我们提出了一个搜索的高能量$γ$射线发射的566个活动星系核的红移$z > 0.2$，从2 WHSP目录的高同步辐射峰值BL Lac对象与8年的费米LAT数据。我们关注的红移范围内的电磁级联发射的超高能宇宙射线诱导的轻子发射的光谱特性的基础上，可以区分。我们的分析导致160源以上的$\approx$ $5σ$（TS $\geq 25$）在1 - 300 GeV的能量范围内的检测。通过区分显着的来源基于他们的$γ$ -射线通量，变化特性，和光子指数在费米-LAT能量范围内，并模拟预期的强子信号在TeV制度，我们选择了一个有前途的来源作为潜在的候选超高能宇宙射线发射器的后续观测成像大气切伦科夫望远镜的列表。
2020-05-23 astro-ph.HE
Testing Gamma/Hadron Separation for Ultra-High-Energy Cherenkov Astronomy
针对规划中的甚高能切伦科夫望远镜阵列Dark100的宇宙射线背景排除需求，首次基于模拟数据开展伽马/强子分离研究，分析了CORSIKA强子背景模型的影响。
2025-08-02 astro-ph.HE astro-ph.IM
Constraints on the ultra-high energy cosmic ray output of gamma-ray bursts
针对超高能宇宙线加速源之谜，本研究分析了1998-2016年BeppoSAX、INTEGRAL和Swift观测的低光度伽马射线暴样本，发现这些暴发最多加速$10^{-13}$ M$_\odot$的超高能宇宙线以使理论通量与观测相符。
2024-03-28 astro-ph.CO astro-ph.HE
Detection capability of Ultra-Long Gamma-Ray Bursts with the ECLAIRs telescope aboard the SVOM mission
超长伽马射线暴（ULGRB）的持续时间非常不典型，超过2000秒。即使讨论它们的起源，SVOM任务及其软伽马射线望远镜ECLAIRs也可以探测ULGRB，并增加尼尔·盖尔斯·斯威夫特天文台上的突发警报望远镜和其他一些仪器迄今为止探测到的少数样本。在本文中，SVOM任务的简短描述后，我们提出的方法来清洁探测器图像从非平坦的背景和已知源的贡献，在板载成像过程中。我们提出了一个估计的ECLAIR的敏感性，伽玛射线暴的各种持续时间。最后，我们研究了图像触发探测超伽玛暴的能力。
2018-10-29 astro-ph.HE astro-ph.IM
Various constraints on BSM physics from extensive air showers and from ultra-high energy gamma-ray and neutrino searches
本文基于广延大气簇射异常特征及超高能伽马射线与中微子搜寻，综述了超高能宇宙射线对洛伦兹不变性检验、暗物质、早期宇宙相变和惰性中微子等标准模型之外物理现象的限制。
2025-01-31 astro-ph.HE hep-ph
Toward a robust inference method for the likelihood of low-luminosity gamma-ray bursts to be progenitors of ultrahigh-energy cosmic rays correlating with starburst galaxies
最近，Pierre Auger合作组织报告了最高能量宇宙射线和附近星暴星系的到达方向之间的$4.5σ$相关性。产生各向异性信号的宇宙射线被认为起源于低光度的伽马射线暴（llGRB）。基于合理的假设，即在红移$z<0.3$的主机金属丰度是一个很好的指标的llGRB生产率，我们表明，该协会的llGRB和星爆相关的俄歇数据被排除在90%的置信水平。
2020-01-13 astro-ph.HE hep-ph
Ultra wide black-hole - neutron star binaries as a possible source for gravitational waves and short gamma ray bursts
LIGO/Virgo/KARGA合作的第三次观测报告了几个中子星-黑洞（NSBH）合并事件。虽然NSBH合并还没有得到广泛的理论关注，但它们可能具有以短伽马射线暴形式存在的有希望的电磁特征。在这里，我们表明，NSBH动力学合并可以自然地形成从超宽双星领域。在这些超宽系统中，与星系中其他邻居的飞越引力相互作用可能导致高偏心率，从而驱动双星合并。结果表明，对于椭圆星系（旋涡星系），这一过程可以导致$\sim 10$ ~Gpc $^{-3}$ ~yr $^{-1}$（$\sim 5$ ~Gpc $^{-3}$ ~yr $^{-1}$）量级的合并速率.这条通道预示了主星系的速度色散越大合并率越高，延迟时间分布比均匀分布浅，但比$1/t$陡，BH/NS质量比越小合并率越高。
2022-05-30 astro-ph.HE astro-ph.SR
Very-High-Energy Gamma-Ray Signal from Nuclear Photodisintegration as a Probe of Extragalactic Sources of Ultrahigh-Energy Nuclei
识别超高能宇宙线（UHECR）源并探测其未知性质至关重要。皮埃尔俄歇天文台最近的结果支持UHECR的重核组成。根据重核在这些源中生存的要求，以伽马射线暴为例，我们预测了一个诊断伽玛射线信号，独特的核-去激发伽玛射线的光致蜕变后的排放。这些伽马射线，从MeV提升到TeV-PeV的能量，可以被VERITAS，HESS和MAGIC等伽马射线望远镜探测到，特别是下一代CTA和AGIS。它们是识别和研究单个UHE核加速器的有希望的信使。
2010-07-29 astro-ph.CO astro-ph.HE hep-ph
Prospects of observing gamma-ray bursts with orbital detectors of ultra-high energy cosmic rays
TUS（跟踪紫外线装置）是第一个超高能宇宙射线轨道望远镜，它已证明这类仪器具有更广泛的能力，还可以探测流星、瞬时发光事件、人为辉光和地球大气层中发生的紫外线频率范围内的其他过程。在这封简短的信中，我们解决的问题，如果一个轨道UHECR探测器也可以注册伽马射线暴（GRB）通过荧光辉光照射的夜间大气。对费米GBM伽玛暴目录和几种有源和透视仪器的性能进行分析表明，具有与KLYPVE-EUSO（K-EUSO）或POEMMA望远镜相似的光学系统参数和适当的"\slow模式”触发器的探测器，平均每年只能观测到两个伽玛暴。POEMMA将在立体声模式下运行一年内记录多达3-4个伽玛暴。
2021-12-19 astro-ph.HE astro-ph.IM
Exotic PeVatrons as sources of ultra-high-energy gamma rays
Center for Theoretical Physics, College of Physics, Sichuan University（四川大学物理学院理论物理中心）；INFN, Laboratori Nazionali di Frascati（意大利国家核物理研究所弗拉斯卡蒂国家实验室）；Dipartimento di Fisica ”E. Pancini”, Università di Napoli ”Federico II”（那不勒斯费德里科二世大学E. Pancini物理系）；Scuola Superiore Meridionale（南方高等学院）；Istituto Nazionale di Fisica Nucleare, Sezione di Napoli（意大利国家核物理研究所那不勒斯分部）
本文提出了一种基于奇异天体的PeV加速器模型，通过与millicharged暗物质的相互作用产生强磁场，从而产生超高能伽马射线，并探讨其在银河系中的分布及检测可能性。
2026-01-30 astro-ph.HE gr-qc hep-th
Acceleration of Ultra-High Energy Cosmic Rays in the Colliding Shells of Blazars and GRBs: Constraints from the Fermi Gamma ray Space Telescope
费米伽马射线空间望远镜测量的光谱，变化的时间尺度，最大光子能量给出了较低的限制，明显的喷流功率，并通过伽马射线不透明度参数，大量的相对论性喷流的洛伦兹因子。在费米加速的情况下，宇宙射线粒子的最大能量受到这两个量的限制。最近的数据被用来约束宇宙射线质子和铁核加速碰撞壳的伽玛暴和耀变体的最大能量。费米结果表明，在活动星系核中，Fe比质子更可能被加速到超高能，而强伽玛暴可以将质子和Fe都加速到>~ 10^{20} eV。从第一个费米AGN星表中估算了射电星系和耀变体的非热辐射，并表明BLLac天体和FR 1射电星系比平谱射电类星体、FR 2射电星系和长持续时间GRB更适合作为UHECR的来源。
2010-09-27 astro-ph.HE hep-ph
First detection of GeV emission from an ultraluminous infrared galaxy: Arp 220 as seen with the Fermi Large Area Telescope
星暴星系中的宇宙射线（CR）与致密的星际介质（ISM）碰撞产生高能γ射线。Arp 220是最近的超亮红外星系（ULIRG），其恒星形成处于极端水平，因此长期以来一直被预测会发射高能伽马射线。然而，尽管进行了密集的搜索，但没有发现伽马射线发射的证据。在这里，我们报告的发现高能伽马射线发射超过200兆电子伏的阿普220在$\sim 6.3 σ$的置信水平使用7.5年的\textsl {费米}大面积望远镜的观测。伽马射线辐射在观测期间没有表现出明显的变化，这与恒星形成星系的伽马射线光度和总红外光度之间的准线性标度关系是一致的，这表明这些伽马射线来自CR相互作用。由于Arp 220的高密度介质使其成为理想的CR量热计，因此在已知Arp 220中的超新星速率的情况下，可以使用伽马射线光度来测量超新星（SN）遗迹为CR提供动力的效率。我们发现，这个效率约为$4.2\pm2.6\%$的CR超过1 GeV。
2016-04-01 astro-ph.GA astro-ph.HE
Hadronic-Origin TeV gamma-Rays and Ultra-High Energy Cosmic Rays from Centaurus A
半人马座A（Cen A）是最近的射电活动星系核，可以从射电到极高能量的伽马射线中探测到。其核谱能量分布（SED）呈现双峰特征，轻子同步加速器+同步加速器自康普顿模型很好地解释了这一现象。然而，该模型不能解释观察到的TeV范围内的高能光子，其显示出不同的分量。在这里，我们表明，~ TeV的光子可以很好地解释为中性π衰变产物的费米加速的高能质子在喷流与种子光子周围的第二个SED峰在~170 keV的p-γ相互作用。将推测的质子谱外推到高能，我们发现这一模型与皮埃尔俄歇天文台从Cen A方向探测到的2个超高能宇宙线事件相一致。我们还估计了GeV的中微子流量从同一过程中，并发现它是太微弱，目前的高能中微子探测器检测。
2012-01-19 astro-ph.HE hep-ph
Synchrotron radiation from ultra-high energy protons and the Fermi observations of GRB 080916C
费米伽玛射线望远镜数据GRB 080916 C与~ 1 e55 erg的表观各向同性伽玛射线能量，显示了几秒之间的延迟上升的100 MeV-GeV的辐射相比，keV-MeV的辐射。在这里，我们表明，同步辐射从宇宙射线质子加速伽玛暴，延迟质子同步冷却时标在射流的磁主导的冲击等离子体运动在高度相对论速度与散装洛伦兹因子伽玛~ 500，可以解释这一结果。来自衰减质子同步辐射的第二代电子同步加速器组件使增强的软X射线到MeV伽马射线发射。长GRB窄，高能喷流加速粒子到超高能量可以解释俄歇观测UHE宇宙射线的来源在100 Mpc的纳米高斯星系间磁场。质子同步加速器模型中的总能量需求与γ ^（16/3）成正比。GRB 080916 C的这个模型只有在Gamma ~< 500且喷流开度角~ 1度时才是合理的。
2010-09-02 astro-ph.CO astro-ph.HE
Constraints on ultracompact minihalos from the extragalactic gamma-ray background observation
超致密微晕（UCMH）是一种特殊的密度分布非常陡峭的暗物质晕，它可能形成于宇宙早期，由过密区域或原始黑洞所孕育。其丰度的限制提供了宝贵的信息的功率谱的原始扰动。在这项工作中，我们更新UCMH丰度在宇宙中使用河外伽玛射线背景（EGB）观测的约束。与以前的工作相比，我们采用了更新的费米-LAT EGB测量和推导的基础上，充分考虑天体物理的贡献约束。有了这些改进，我们把约束UCMH丰度1-2个数量级优于以前的结果。考虑到背景成分，我们还可以尝试寻找已知天体物理贡献之外的其他可能成分。
2022-03-17 astro-ph.CO astro-ph.HE
Ultrahigh-Energy Gamma-Ray Sources Need Not Be Hadronic PeVatrons
University of Wisconsin, Madison（威斯康星大学麦迪逊分校）
本文挑战了超高能伽马射线源必须是PeV级质子加速器的观点，提出可通过简单电离模型解释，并以微quasar SS 433、银河系中心和TeV晕为例，证明其伽马射线发射无需高能宇宙射线加速。
2026-03-17 astro-ph.GA astro-ph.HE
Ultra-Long Gamma-Ray Bursts detection with SVOM/ECLAIRs
超长伽马射线暴（ulGRB）是一种发射X射线和伽玛射线的超长时间的伽马射线暴（GRB），持续时间可达数千秒。它们可能形成一类特定的高能瞬变事件，其起源仍在讨论中。目前已知的ulGRB样本由几十个事件组成，到目前为止，这些事件已经被尼尔·盖尔斯·斯威夫特天文台上的爆发警报望远镜（BAT）和其他一些仪器探测到。SVOM计划于2021年后开始运营，由于其软伽马射线望远镜ECLAIR，它可以帮助探测和观察更多的ulGRB。在介绍了ulGRB和SVOM任务后，我们提出了ECLAIR探测ulGRB能力的模拟结果。首先，我们使用Swift/BAT探测到的ulGRB样本，并通过仪器模型和将在ECLAIR上实现的原型触发软件来模拟这些事件。然后，我们提出了一个研究的ECLAIR的能力，以检测合成人口的ulGRBs建立运输ulGRBs检测雨燕/BAT高红移。最后，我们给出了一个估计的ulGRB率预期ECLAIRs检测，并表明ECLAIRs可以检测至少尽可能多的ulGRB BAT。
2020-11-23 astro-ph.HE astro-ph.IM
Isolated Black Holes as Potential PeVatrons and Ultrahigh-energy Gamma-ray Sources
本文提出孤立黑洞在分子云中吸积形成磁 arrested 盘，通过磁重联加速质子至PeV能量，产生无GeV-TeV对应体的超高能伽马射线，解释LHAASO暗源并为银河系PeV宇宙射线做出贡献。
2025-02-25 astro-ph.HE hep-ph
Very High Energy Gamma Rays from Ultra Fast Outflows
LUX, Observatoire de Paris, Université PSL, Sorbonne Université, CNRS（卢浮天体物理实验室，巴黎天文台，巴黎文理研究大学，索邦大学，法国国家科学研究中心）；INAF, Istituto Nazionale di Astrofisica, Osservatorio Astronomico di Arcetri（意大利国家天体物理研究所，阿切特里天文台）；APC, Université Paris Diderot, CNRS/IN2P3, CEA/Irfu, Observatoire de Paris, Sorbonne Paris Cité（巴黎第四大学粒子与宇宙学实验室，巴黎第七大学，法国国家科学研究中心/法国国家核能与替代能源委员会，巴黎天文台）；Université Paris Diderot（巴黎第七大学）
研究通过建模超高速喷流中的粒子加速过程，探讨其在极高能伽马射线和中微子中的探测潜力，发现硬质子能谱和高加速效率有助于探测。
2026-03-09 astro-ph.CO astro-ph.HE
Probing super-heavy dark matter with ultra-high-energy gamma rays
Scuola Superiore Meridionale（南方高等学院）；INFN - Sezione di Napoli（意大利国家核物理研究所那不勒斯分部）
通过分析超高能伽马射线数据，研究超重暗物质粒子寿命限制，探讨其对暗物质分布模型和观测站接受度的影响。
2026-01-16 astro-ph.CO astro-ph.HE hep-ph
Gamma-ray and Synchrotron Radiation from Dark Matter annihilations in Ultra-faint Dwarf Galaxies
适用于超暗矮星系（UFD）的非常大（100-1000）的质光比意味着高浓度的暗物质，从而使它们成为暗物质间接特征的理想剧院。在本文中，我们考虑了14个最近发现的UFD和研究从他们发出的电磁辐射在很宽的范围内，从伽马射线下降到射频。我们分析了高能γ射线和射电通量在GMRT和VLA的费米LAT数据，以获得湮灭截面的上限$\langleσv\rangle$在一个模型无关的方式。我们进一步讨论了平方公里阵列射电望远镜探测上述UFD的同步辐射的灵敏度。我们还研究了上述上限对各种天体物理参数测定中的不确定度的依赖性。
2021-07-09 astro-ph.GA astro-ph.HE hep-ph
Ultrahigh-Energy Photons as a Probe of Nearby Transient Ultrahigh-Energy Cosmic-Ray Sources and Possible Lorentz-Invariance Violation
探测中微子和光子对于确定超高能宇宙射线（UHECR）的来源至关重要，特别是对于瞬态源。我们专注于超高能伽玛射线发射的瞬态源，如伽马射线暴，因为>EeV的伽玛射线可以更直接的证据UHECR比PeV中微子和GeV-TeV的伽玛射线。我们表明，目前和未来的UHECR探测器，如俄歇和JEM-EUSO，可以预期约1-100事件的符合检测，检测概率可以高于中微子附近的瞬态源在<50-100 Mpc。这些结果对于约束不确定的宇宙射电背景以及了解UHECR的源性质和最大能量都是有用的。它们还可以给我们比电流约束强10^4倍的洛伦兹不变性破坏极限。
2009-08-21 astro-ph.CO astro-ph.HE hep-ph
Investigation of Cosmic-Ray Sources with Gamma-Ray Initiated Showers
本文提出了一种研究超高能宇宙线源的新方法。该方法是基于对超高能宇宙粒子与宇宙背景相互作用时在河外空间产生的伽马射线辐射的分析。我们已经发现，γ射线发射的强度取决于宇宙射线源的特性，特别是它们的遥远程度和初始粒子能谱。在地球大气层中，宇宙射线引发空气簇射，因此选择量子引发的簇射（不包括来自银道面、伽马射线源等的簇射）。我们可以得到上述源特性。我们推导出量子引发簇射的数量为0或~ 3x 1000，这取决于源参数，在10^14 eV处记录的簇射的典型统计值为~10^8。这种差异足以使用这种方法来研究超高能宇宙射线源。
2015-08-13 astro-ph.HE physics.space-ph
