Active galactic nuclei with GeV activities and the PeV neutrino source candidate TXS 0506+056
2017年9月22日，冰立方中微子天文台探测到一个轨道状的极高能量事件（IceCube-170922 A），它在空间上与TXS 0506+056有关，TXS 0506+056是一个红移为$z=0.3365$的类星体。这个源的特征是在这些天里在非常宽的能量范围（从射电到TeV）内活动增加。为了研究耀变体的PeV中微子发射与GeV活动之间的可能联系，我们选取了116个亮源，分析了它们的光变曲线和光谱。我们专注于显示GeV活动的源。在这些耀变体中，TXS 0506+056在许多方面似乎是典型的，但以非常强的GeV活动而与众不同。我们建议像最近对TXS 0506+056所做的那样，从这些能量更高、更硬、活动更强的耀变体的方向上，在IceCube的历史数据中寻找中微子爆发。
2018-07-13 astro-ph.HE
Collective Winds of Massive Star Clusters as the Dominant PeVatrons for Galactic Cosmic Rays
School of Physics and Astronomy, Sun Yat-sen University（中山大学物理学院）；Centre for Astro-Particle Physics, University of Johannesburg（约翰内斯堡大学天体粒子物理中心）
本文构建了包含大质量星演化和风终止激波动力学的时变宇宙线注入模型，发现星团集体风通过混合不同演化阶段的恒星自然解释了LHAASO观测到的质子与氦的公共谱折，提出超新星遗迹主导GeV-TeV、单星风主导TeV、星团集体风主导PeV膝区的恒星主导模型，并做出碳氧谱硬化（LHAASO可验证）和镁谱无硬化（DAMPE可验证）的可检验预言。
2026-05-29 astro-ph.HE
GeV - PeV Neutrino Production and Oscillation in hidden jets from GRBs
长伽马射线暴已被广泛地联系到坍缩的大质量恒星的Bracksar模型的框架。核塌缩超新星中等相对论性喷流的内激波可以产生高能中微子和光子。虽然光子很难逃逸，但高能中微子可能是喷流隐藏时的唯一特征。我们表明，使用适当的参数，在GeV-PeV范围内的高能中微子可以产生在隐藏的喷流内的Eurasar，从而表明这些对象是候选人产生中微子的能量在1 - 10 PeV之间，与冰立方观测。另一方面，由于物质效应，高能中微子在离开恒星之前可能会从一种味道共振振荡到另一种味道。利用两个（太阳，大气和加速器参数）和三个中微子混合，我们研究了这些中微子的共振振荡的可能性产生的内部冲击。此外，我们还计算了物质在沿着喷流（离开恒星之前）的不同距离处以及之后在真空中、在通往地球的路径上发生中微子振荡的概率。最后，估计了地球上的中微子味比。
2013-10-26 astro-ph.HE
From GeV to PeV: Orbital Modulation and Wind-Regulated Ultrahigh-energy Emission in Cygnus~X-3
School of Astronomy and Space Science, Nanjing University（南京大学天文与空间科学学院）；Key Laboratory of Modern Astronomy and Astrophysics (Nanjing University), Ministry of Education（教育部现代天文学和天体物理学重点实验室（南京大学））；Tianfu Cosmic Ray Research Center（天府宇宙线研究中心）；State Key Laboratory of Particle Astrophysics, Institute of High Energy Physics, Chinese Academy of Sciences（中国科学院高能物理研究所粒子天体物理国家重点实验室）
本研究针对天鹅座X-3的超高能伽马射线辐射，构建通用双星喷流模型，揭示其辐射受吸积驱动的风结构调控，为关联其历史PeV活动与双星吸积状态提供了可能。
2026-10-09 astro-ph.HE
The cosmic-ray sea explains the Galactic $γ$-ray and $ν$ diffuse emissions from GeV to PeV
本文证明LHAASO测得的银河系γ射线弥漫辐射可用宇宙线海模型解释，无需额外成分，且空间依赖输运模型能更好地同时符合γ射线和中微子数据。
2025-07-19 astro-ph.HE
GeV emission in the region of HESS J1809-193 and HESS J1813-178: is HESS J1809-193 a proton pevatron?
HESS J1809-193是高能立体观测系统发现的一个未确认的TeV源，最初被归类为与脉冲星PSR J1809-1917相关的脉冲星风星云（PWN）候选者。然而，最近对深层射电观测和源附近的星际介质的研究发现了伽马射线强子方案的证据。在这里，详细研究的GeV的排放在该地区使用的数据从\emph{Fermi} LAT。GeV发射在TeV发射的区域中具有扩展的形态，并且整体光谱可以由具有简单的幂律谱的宇宙射线群来解释，其中能量扩展到1 PeV。然而，数十TeV的光谱应该在未来更深入地观察，以确认其强子性质，并且不能排除该地区几个已知超新星遗迹的轻子和强子发射组合的其他情况。附近的TeV源HESS J1813-178，被认为是一个PWN，也详细研究了在GeV的能量，我们发现了一个区域的显着的发射比TeV的发射，其光谱是软比预期的PWN，但类似于在几个恒星形成的地区，被认为是加速质子。在X射线PWN的位置处，除了扩展发射之外，还有GeV点源的边缘证据。
2018-04-10 astro-ph.HE
Modeling gamma-ray signatures of particle acceleration in stellar clusters from GeV to PeV
本研究建模了年轻大质量恒星星团（YMSCs）中粒子加速产生的伽马射线特征，探讨了从加速位点到分子云的粒子传输过程，并利用 LHAASO、H.E.S.S. 和 Fermi-LAT 数据约束了关键物理参数，检验了未证认源的星团-云系统对应关系。
2025-10-14 astro-ph.HE
The diffuse gamma-ray flux associated with sub-PeV/PeV neutrinos from starburst galaxies
冰立方最近报道的一个关于亚PeV/PeV中微子过剩的有吸引力的假设是，它们是由星暴星系中的宇宙射线与致密的星际介质碰撞产生的。这些质子-质子（$pp$）碰撞也产生高能伽马射线，其最终贡献于扩散的高能伽马射线背景。我们用半解析方法计算了弥散γ射线通量，认为极高能量的γ射线在星暴区的强磁场中被星系吸收并转化为电子位置对，然后通过同步辐射几乎损失了所有的能量。由于同步辐射的能量低于GeV，这种同步辐射的损失使扩散的高能伽马射线通量减少了大约两倍，从而为其他来源提供了更多的空间来贡献伽马射线背景。对于一个$E_ν^{-2}$中微子谱，我们发现，在100 GeV的范围内，漫射伽马射线通量约占所观察到的漫射伽马射线背景的20%。然而，对于一个陡峭的中微子光谱，这种同步辐射损失效应是不太重要的，因为吸收的伽马射线的能量分数变得更低。
2014-08-05 astro-ph.HE
Hadronic Scenario for Galactic PeVatron LHAASO J1912+1014u Supported by Fermi-LAT $γ$-ray Data and FUGIN CO Data
Hiroshima University（广岛大学）；Gifu University（岐阜大学）；Institute for Theoretical Physics and Astrophysics, Julius-Maximilians-Universität Würzburg（维尔茨堡大学理论物理与天体物理研究所）；Miyazaki University（宫崎大学）
利用费米-拉特γ射线数据和FUGIN CO数据研究LHAASO J1912+1014u区域，改进模型减少残差，检测到GeV过量。综合拟合光谱，考虑电子冷却后强子情景更优，推断CR质子谱指数等，漫射X射线上限支持质子PeVatron情景。
2026-07-21 astro-ph.HE
Search for GeV-PeV neutrinos from nova T Coronae Borealis with IceCube
针对即将爆发的复发新星北冕座T，利用IceCube实时搜索GeV-PeV中微子，其预期信号强于蛇夫座RS且灵敏度更优。
2025-09-24 astro-ph.HE
IceCube PeV-EeV Neutrinos and Secret Interactions of Neutrinos
我们发现，冰立方探测到的PeV中微子提出了独特的约束的“秘密”的中微子与宇宙中微子背景（C $ν$ B）的相互作用。对于介导玻色子质量$m_{X} \lesssim 2$ MeV，耦合必须为$g <0.03$;对于$m_{X} \gtrsim 20$ MeV，耦合必须为$g/m_{X} < 5$ GeV;对于中间玻色子质量$^{-1}$，耦合必须为$g/m_{X} < 0.07$ GeV。我们还研究了中微子级联通过升级C $ν$ B将高能中微子降解为PeV能量的可能性，由于能量守恒，PeV中微子的能量通量可以与Waxman-Bahcall束缚或宇宙成因中微子通量相一致。然而，一个大的耦合是必需的，这是不利的实验室衰变约束。PeV-EeV中微子的抑制是对Askaryan射电阵列的一个可检验的预测。
2014-06-06 astro-ph.HE hep-ph
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
The Knee of the Cosmic Hydrogen and Helium Spectrum below 1 PeV Measured by ARGO-YBJ and a Cherenkov Telescope of LHAASO
宇宙射线能谱的测量，特别是对个别物种的测量，是寻找其起源的一个基本方法。定位光谱的“拐点”是该方法的一个重要部分，尚未实现。在这里，我们报告的混合氢和氦光谱的测量使用ARGO-YBJ实验和原型切伦科夫望远镜的LHAASO实验的组合。在640+/-87 TeV处观察到一个膝状特征，其光谱明显变陡。这为银河宇宙射线加速模型提供了基本的输入。
2015-02-11 astro-ph.HE hep-ex
Hidden Cosmic-Ray Accelerators as an Origin of TeV-PeV Cosmic Neutrinos
最新的冰立方数据表明，在30 TeV附近，全宇宙中微子通量可能高达10^-7 GeV/cm^2/s/sr。我们表明，如果源的TeV-PeV中微子是透明的伽马射线相对于双光子湮没，强烈的紧张局势与各向同性扩散的伽马射线费米测量的背景是不可避免的，独立的生产机制。我们进一步表明，如果冰立方中微子有一个光强子（pgamma）的起源，源预计是不透明的1-100 GeV的伽马射线。有了这些一般的多信使参数，我们发现，最新的数据表明，人口的宇宙射线加速器隐藏在GeV-TeV的伽马射线作为中微子的起源。X射线和MeV的伽马射线对应物的探测器受到鼓励，TeV-PeV中微子本身将作为致密源环境的特殊探测器。
2016-02-04 astro-ph.CO astro-ph.HE hep-ph
A possible explanation of the knee of cosmic light component spectrum from 100 TeV to 3 PeV
在ARGO-YBJ实验中发现了在$\sim 700$ TeV处明显变陡的氢氦混合谱。本文证明了用我们银河系超新星遗迹逃逸的宇宙射线模型可以很好地再现观测到的H + He谱。在该模型中，粒子通过非线性扩散激波加速机制在SNR中加速，并考虑了从SNR逃逸的高能轻核的三个分量。应该注意的是，如果加速效率更高，KASCADE观测到的质子谱也可以用这个模型来解释。
2017-07-18 astro-ph.HE
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
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
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}$中，只需要观测到大约1%到10%的发射宇宙射线，在地球上产生反中微子（10^{5.5} \alt E_{\bar ν} /GeV \alt 10^{6.5}）。假设次级质子在强度为10 \alt B/nG \alt 100、相干长度为\alt Mpc的河外磁场中扩散，次级质子的磁屏蔽作用可以解释这种强抑制。
2014-12-24 astro-ph.HE hep-ph
Evidence for PeV Proton Acceleration from Fermi-LAT Observations of SNR G106.3+2.7
在宇宙射线光谱中，能量约为1 PeV的“膝盖”的存在表明银河系PeV质子加速器的存在，称为“PeVatrons”。超新星残骸（SNR）G106.3+2.7是其中一个的主要候选者。最近从G106.3+2.7中探测到的非常高能量（0.1-100 TeV）的伽马射线可以用中性π介子的衰变或相对论电子的逆康普顿散射来解释。我们报告了12年的费米-LAT伽马射线数据的分析表明，GeV-TeV的伽马射线谱是更难，需要不同的总电子能量比无线电和X射线谱，这表明它有一个独特的，强子起源。10 GeV以下的伽马射线的非检测意味着相对论电子谱的额外限制。强有力的支持强子解释所观察到的伽马射线。这一观察证实了银河系PeVatron和SNR之间长期寻求的联系。此外，这表明G106.3+2.7可能是新的SNR群体中最亮的成员，其伽马射线能通量在TeV能量处达到峰值。这样的人口可能有助于宇宙射线膝关节，并揭示了未来的非常高的能量伽马射线探测器。
2022-08-10 astro-ph.HE
STACEX: RPC-based detector for a multi-messenger observatory in the Southern Hemisphere
LHAASO实验的最新发现为观察电磁波谱打开了一个新的窗口，即PeV天空的窗口。利用LHAASO-KM 2阵列的闪烁器和μ子探测器观测到了几个发射伽马射线的天体，其能量远高于100 TeV，这清楚地表明了伽马射线天文学在PeV能量范围内的可行性。在南半球的全天空伽马射线探测器，在GeV-PeV范围内工作，可以补充LHAASO的观测，监测内星系和银河系中心寻找PeVatrons。如LHAASO所示，基于水的切伦科夫探测器不太适合测量PeV范围内的能谱，也不适合达到100 GeV的阈值。ARGO-YBJ实验在海拔4300米的高空运行了多年。相反，具有大约300 GeV的能量阈值的实验证明了电阻板室（RPC）地毯完全重建从GeV范围开始直到大约10 PeV的簇射的能力。在这方面的贡献，我们提出了一个混合探测器的水切伦科夫设施的顶部上的一层的RPC专门用于检测的μ子的γ-诱导簇射的μ子贫技术的选择。我们提出的布局和讨论的预期性能。
2021-09-17 astro-ph.HE hep-ex
VER J2227+608: A Hadronic PeVatron Pulsar Wind Nebula?
我们报告的GeV的$γ$射线发射的检测从甚高能量（VHE）$γ$射线源VER J2227+608与SNR G106.3+2.7的“尾巴”区域。GeV的$γ$ -射线的发射扩展和空间上与CO发射跟踪的分子云一致。VER J2227+608的宽频带GeV到TeV的发射可以很好地用指数为1.90 $\pm$ 0.04的单一幂律函数拟合，没有明显的向高能量的光谱截止指示。$γ$射线发射的纯轻子模型可以被X射线和TeV数据稍微排除。在强子模型中，CR的低能含量和硬$γ$射线谱，结合中心亮源结构，表明VER J2227+608可能是由PWN而不是SNR的冲击提供动力。质子分布的截止能量需要高于$\sim$ 400 TeV，这使其成为一个有吸引力的PeVatron候选者。未来即将建立的大型高空空气簇射天文台（LHAASO）和北部的切伦科夫望远镜阵列（CTA-North）的观测可以区分这些模型，并限制超新星遗迹中宇宙射线的最大能量。
2019-10-09 astro-ph.HE
1LHAASO J1852+0050u: GeV-100TeV Gamma-ray emission Powered by Star-forming Region?
该研究通过LHAASO和Fermi-LAT数据分析，发现超高能伽马射线源1LHAASO J1852+0050u与恒星形成区高度相关，其GeV-100TeV发射最可能由恒星形成区中的质子加速和强子相互作用主导。
2026-09-10 astro-ph.HE astro-ph.SR
Precise Measurement of the Cosmic Ray Helium Spectrum above 0.1 PeV
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）；TIANFU Cosmic Ray Research Center（天府宇宙线研究中心）；University of Science and Technology of China（中国科学技术大学）；Yerevan State University（埃里温国立大学）；Max-Planck-Institut for Nuclear Physics（马克斯·普朗克核物理研究所）；Tsung-Dao Lee Institute & School of Physics and Astronomy, Shanghai Jiao Tong University（上海交大李政道研究所与物理天文学院）；Center for Astrophysics, Guangzhou University（广州大学天体物理中心）
利用LHAASO观测数据，通过减去质子谱得到氦谱，发现1.1PeV处硬化，7PeV处软化，揭示氦'膝'现象，表明质子和氦在不同能量下成为主导成分，对银河宇宙射线源理解有重要影响。
2026-04-01 astro-ph.HE
Parametrization of gamma-ray production cross-sections for pp interactions in a broad proton energy range from the kinematic threshold to PeV energies
使用公开可用的Monte Carlo代码，以及汇编公布的数据p-p相互作用的质子动能低于2 GeV，我们parametrize的能量谱和生产率的$γ$ -射线简单，但相当准确（$\leq 20 \%$）的分析表达式在很宽的范围内从运动学阈值PeV的能量。
2014-07-05 astro-ph.HE nucl-ex
Evidence for an extended Galactic proton component beyond the cosmic-ray knee
State Key Laboratory of Dark Matter Physics, Tsung-Dao Lee Institute & School of Physics and Astronomy, Shanghai Jiao Tong University（暗物质物理国家重点实验室、李政道研究所及上海交通大学物理与天文学院）
通过分析0.1至1000 PeV的质子与氦光谱，发现宇宙射线膝不支持单一截断，需有延伸至100 PeV以上的质子成分，可能源于谱断裂或连续延伸，揭示银河系输运与极端加速器的作用。
2026-09-29 astro-ph.GA astro-ph.HE
Tidal disruption jets of supermassive black holes as hidden sources of cosmic rays: explaining the IceCube TeV-PeV neutrinos
产生高能中微子的宇宙射线相互作用也不可避免地产生高能伽马射线，这些伽马射线在逃离源后最终成为弥漫的高能伽马射线背景。最近的研究发现，IceCube探测到的$\sim30$ TeV的高通量中微子导致了超过费米各向同性γ射线背景的10-100 GeV的累积γ射线通量，这意味着中微子是由隐藏的宇宙射线源产生的，其中GeV-TeV的γ射线是不透明的。在这里，我们认为，相对论喷流的潮汐破裂事件（TDE）的超大质量黑洞是这样的隐藏源。我们考虑了在黑洞周围一个扩展的光学厚包层中的喷流传播，这是由破裂过程中喷出的物质引起的。虽然强大的喷气机可以从信封中挣脱出来，但不太强大的喷气机将被扼杀在信封中。喷流通过内部冲击或反向冲击加速宇宙射线，并通过与周围致密介质或光子的相互作用进一步产生中微子。到目前为止发现的所有三个TDE喷流都没有被费米/LAT探测到，这表明GeV-TeV的伽马射线被这些喷流吸收。来自TDE喷流的累积中微子通量可以解释IceCube在PeV能量下观察到的中微子通量，并且如果大多数TDE中存在较弱的阻塞喷流，则也可以解释$\sim30$ TeV下的较高通量。
2015-12-29 astro-ph.HE
Hints of a PeV Scale Supersymmetric Neutrino Sector: Neutrino Masses, Dark Matter, keV and PeV Anomalies
中微子质量和轻（keV-GeV）的不育中微子可以通过修改后的低能量跷跷板机制自然产生，如果右手中微子在PeV尺度真空期望值的新对称性破缺下带电，可能与超对称性破缺有关。额外的场容量也允许冻结生产无菌中微子暗物质。这个框架可以容纳最近观察到的3.5 keV的X射线线，而一个简单的扩展框架，使用新的对称性和PeV的能量尺度，可以解释PeV能量中微子事件在冰立方。总之，这些可以被认为是PeV尺度超对称中微子扇区存在的暗示。
2015-10-29 astro-ph.CO astro-ph.HE hep-ph
The unidentified PeV source LHAASO J2108+5157: A microquasar remnant?
Universidad de Jaén（哈恩大学）；Instituto Argentino de Radioastronomía (CCT La Plata, CONICET（阿根廷射电天文研究所）；CICPBA（拉普拉塔国立大学天文与地球科学学院）；UNLP)（巴塞罗那大学）；Facultad de Ciencias Astronómicas y Geofísicas, Universidad Nacional de La Plata；Universitat de Barcelona
本研究提出含时强子模型，将LHAASO J2108+5157的双峰伽马射线谱解释为单一质子群的输运效应，支持其为化石微类星体遗迹，并强调遗迹喷流系统是银河系PeV加速器的可行类别。
2026-09-17 astro-ph.HE
Spectral and Spatial Distortions of PeV Neutrinos from Scattering with Dark Matter
我们研究了由于与银河系内外的暗物质的散射对高能中微子的光谱和分布的影响，重点是IceCube实验观察到的能量高达几个PeV的中微子。如果这些中微子来自银河系外的天体物理源，那么在传输过程中与暗物质粒子的散射将延迟它们到达地球。这导致了它们的光谱在散射截面所设定的能量处截止，这使得我们可以对截面$σ$设置一个上限，对于质量为m的暗物质粒子，在$σ$ < 10^{-17} x（m / GeV）x（E / PeV）^2 cm ^2的水平上，截面$σ$随能量E增加。一旦这些中微子进入我们的银河系，大的暗物质密度会导致进一步的散射，特别是朝向银河系中心。有趣的是，我们发现对于$σ$ ~ 10^{-22} x（m / GeV）x（E / PeV）^2 cm ^2，天空中中微子的分布有一小簇事件朝向星系中心，这可能解释了冰立方在这个区域看到的~2 sigma过量，而不需要星系源。
2015-05-07 astro-ph.CO astro-ph.HE hep-ph
A Fit to the Galactic Cosmic Ray Hydrogen and Helium Spectra at Voyager 1 at Low Energies and Earth Based Measurements at Much Higher Energies with Identical Rigidity Independent Source Spectra for the Hydrogen and Helium Nuclei
旅行者1号从太阳风层顶以外获得的数据首次直接测量了低于1 GeVnuc的星际宇宙射线谱。在本文中，我们结合这些旅行者测量的H和He核从3-600 MeVnuc更高的能量测量在1 AU的BESS和PAMELA实验高达100 GeVnuc。用加权漏箱模型描述星系中的传播，我们得到了与Voyager观测结果的良好拟合，并得到了高达100 GeVnuc的更高能谱，源谱为P-2.28，其指数从低到高与刚性无关;以及扩散路径长度的刚性依赖性，其在刚性1.00 GV时为P-0.5，并且在较低刚性时可能变为P1.0。
2015-03-03 astro-ph.HE astro-ph.SR physics.space-ph
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
Gamma-ray flare and absorption in Crab Nebula: Lovely TeV-PeV astrophysics
我们光谱适合GeV的伽玛射线耀斑最近观察到的蟹状星云考虑一个小的斑点洛伦兹推向我们。指出TeV-PeV区的逆康普顿耀斑比同步辐射增强了一个洛伦兹因子平方\sim <$^2，它已经排除了<$\gtrsim 200，并将被未来的TeV-PeV观测站CTA，Tibet AS + MD和LHAASO探测到。我们还表明，从蟹状星云发出的PeV光子被吸收的宇宙微波背景辐射通过电子-正电子对创建。
2012-05-25 astro-ph.CO astro-ph.HE hep-ph
The KM3NeT 220 PeV event: a neutrino messenger from the grand unification scale?
University of Wisconsin–Madison（威斯康星大学麦迪逊分校）
研究 220 PeV 中微子 KM3-230213A，通过双体解读其衰变，由通量和寿命确定相关参数，针对天体物理替代方案构建并测试，能量和速率显示其与大统一尺度有关。
2026-07-15 astro-ph.HE hep-ph
Implications of the detection of sub-PeV diffuse $γ$ rays from the Galactic disk apart from discrete sources
最近，西藏-AS $γ$合作报告了从银盘探测到能量范围为100 TeV - 1 PeV的$γ$射线。值得注意的是，这些$γ$射线中的许多都是在已知的非常高能量（E $>$ 100 GeV）的$γ$射线源之外观测到的。如果这些扩散的$γ$射线：1）是由常规而非外来（即暗物质衰变或湮灭）过程产生的，2）具有强子而非轻子起源，3）是在脉冲而非稳定源中产生的，或者是在光学厚源中产生的，那么这些结果就能得到最好的理解。除此之外，探测到低于PeV的弥散$γ$射线意味着来自银河系盘的中微子通量的极限，以及银河系宇宙射线谱中截止刚性的下限。
2021-04-07 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
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
New determination of the neutrino hadronic production cross sections from GeV to beyond PeV energies
Princeton University（普林斯顿大学）；Columbia University（哥伦比亚大学）；Istituto Nazionale di Fisica Nucleare（意大利国家核物理研究所）；University of Torino（都灵大学）
本文提出了一种新的方法，用于确定从GeV到超过PeV能量范围的中微子核子生产截面，通过解析描述洛伦兹不变截面并拟合加速器数据，提供了精确的截面计算和预测。
2026-02-03 astro-ph.HE hep-ph
The cosmic-ray sea explains the diffuse Galactic gamma-ray and neutrino emission from GeV to PeV
本研究证明 LHAASO 等观测的银河系弥漫伽马射线和中微子发射可用追踪现有宇宙射线能谱的模型解释，无需额外成分，且 $γ$ 优化的空间相关传播模型与多观测数据更吻合，可作为未来分析模板。
2025-07-14 astro-ph.HE
Uncertainties in astrophysical gamma-ray and neutrino fluxes from proton-proton cross-sections in the GeV to PeV range
本研究将不同强子相互作用模型植入输运程序CRPropa，应用于邻近巨分子云和银河系弥漫辐射，发现模型选择会导致伽马射线与中微子流量出现约2倍差异，为宇宙线源多信使证认研究提供了截面不确定性的量化参考。
2025-03-19 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
Model-independent Measurement of the Atmospheric Muon Neutrino Energy Spectrum up to 2.5 PeV
南极的冰立方天文台可以测量扩散的中微子通量。特定通量参数化的假设限制了光谱形状的范围。考虑到所记录的数据的统计数据越来越多，模型独立的展开方法可以克服这些限制。在这方面的贡献，一个独立的模型的方法来估计的μ子中微子通量之间的125 GeV和2.5 PeV。为了从探测器采集的数据中提取μ介子中微子，采用了基于机器学习的方法。这产生了一个有效的μ子中微子样品，纯度超过99%。频谱估计的可能性为基础的展开技术，涉及一种新的分仓方案，使用决策树三年的冰立方数据。这项测量提供了多年来在这种能量范围内的第一个与模型无关的μ子中微子谱。
2019-09-11 astro-ph.HE
The low rate of Galactic pevatrons
虽然超新星遗迹仍然是银河系宇宙射线的主要来源，但超新星的范例仍然有许多未解决的问题。这个结构中最薄弱的一点是，单个超新星遗迹可能会将粒子加速到膝盖的硬度，$\sim 10^{6}$ GV。这种情况在很大程度上依赖于激励电流驱动的非谐振混合模式的可能性，而冲击仍然在Sedov阶段的开始。这些模式可以提高粒子散射的速率，从而导致潜在的非常高的最大能量。在这里，我们计算了从不同类型的超新星残骸释放到星际介质中的粒子的光谱。我们发现，只有非常强大的，罕见的核心坍缩超新星爆炸的残余物可以加速轻元素，如氢和氦核，膝盖的刚度，和当地的宇宙射线的光谱直接限制这样的事件的速率，如果他们也是PeV的宇宙射线的来源。另一方面，对于典型的核心坍缩超新星爆炸的残余物，Sedov阶段是在后期达到的，此时最大能量太低，并且在非常高的能量下的光谱非常陡峭，主要是在喷出物主导阶段产生的。对于典型的热核爆炸，导致Ia型超新星，我们证实了以前的发现，这些对象只能产生宇宙射线高达$\lesssim 10^{5}$ GeV。讨论了在地球上观测到的整个宇宙射线谱和未来伽马射线观测站探测PeVatrons的影响。
2020-07-08 astro-ph.HE
TeV $γ$-ray fluxes from the long campaigns on Mrk421 as constraints on the emission of TeV-PeV Neutrinos and UHECRs
长TeV的$γ$射线活动已经进行了研究的BL Lac对象Markarian 421的光谱，可变性和占空比。（1）用同步加速质子耀变体模型描述了喷流的光谱能量分布，其光谱能量分布有两个主峰，一个在低能区（$\sim$ 1 keV），另一个在高能区（几百GeV）。ii）对GeV $γ$ -射线和X-射线的可变性的研究表明没有显著的相关性。iii）在该物体中观察到TeV $γ$ -射线探测，但在X射线中没有活动，称为“孤儿耀斑”。最近，望远镜阵列合作组织报告了72个超高能宇宙射线的到来，其中一些可能与Markarian 421的方向有关。冰立方合作组织报告说，在连续三年收集的TeV-PeV能量范围内探测到37个地外中微子。特别是，没有中微子径迹事件与这个来源有关。在本文中，我们考虑质子-光子相互作用的TeV的$γ$射线流量与中微子和超高能宇宙线观测的长期活动报告，围绕这个耀变体。考虑到IceCube和Telescope Array Collaborations的研究结果，我们发现用指数截止的幂律函数描述的TeV通量中只有$\sim$的25 ~ 70%来自质子-光子相互作用.
2015-04-21 astro-ph.HE
Diffuse PeV neutrinos from gamma-ray bursts
IceCube合作最近报告了在1-10 PeV能量范围内可能探测到两个级联中微子事件。我们研究的可能性，这些PeV中微子产生的伽马射线暴（GRBs），特别注意的贡献，逃避检测，由于其低光子通量的未触发的GRBs。基于伽玛暴的光度函数、速率分布和光谱特性，利用蒙特卡罗模拟，我们生成了一个能同时再现Fermi/GBM伽玛暴观测到的注量分布的伽玛暴样品和一个伴随的未触发伽玛暴样品。在标准的内激波假设下，计算了单个伽玛暴的中微子通量，从而得到了整个样品的累积通量。我们发现未触发的伽玛暴产生的PeV能量的中微子流比触发的伽玛暴产生的中微子流高2倍左右。考虑到冰立方对触发伽玛暴中微子通量的现有限制，我们发现触发和未触发伽玛暴的总通量最多可以达到~10^-9 GeV cm^-2 s^-1 sr^-1的水平，这不足以解释报道的两个PeV中微子。讨论了低光度伽玛暴对中微子扩散的可能贡献以及伽玛暴的最早期分布。
2013-01-30 astro-ph.HE
No muon excess in extensive air showers at 100-500 PeV primary energy: EAS-MSU results
据报道，观测到的和模拟的大范围空气簇射的μ介子含量之间存在一些差异：观测到的μ介子数量超过了HiRes-MIA、雅库茨克和皮埃尔俄歇天文台数据的预期。在这里，我们分析了莫斯科国立大学广泛的空气簇射（EAS-MSU）阵列的数据，E_mu>~10 GeV的μ子在簇射中由~（10^17-10^18）eV的初级粒子引起的，并表明，他们同意模拟（QGSJET-II-04强子相互作用模型），一旦从表面探测器数据推断的主要组成是假定的。
2017-04-18 astro-ph.HE
Stochastic modelling of cosmic ray sources for diffuse high-energy gamma-rays and neutrinos
针对银河系宇宙射线源未确认的问题，采用蒙特卡洛方法建模从 GeV 到 PeV 能量的弥散辐射，证明从 GeV 外推到 PeV 必然失败，并解释了数百 TeV 处观测差异。
2023-09-06 astro-ph.GA astro-ph.HE
Is Supernova Remnant Cassiopeia A a PeVatron?
仙后座A是一个观测良好的年轻核心坍缩超新星遗迹（SNR），被认为是研究通过扩散激波机制加速到PeV的极高能粒子的最佳候选者之一。最近，MAGIC观测揭示了$γ$射线在$\sim3.5$ TeV处的光谱截止，这表明如果TeV的$γ$射线具有强子起源，则SNR Cas A只能将粒子加速到数十TeV。在这里，我们提出了一个两区排放模型的地区与前向（区1）和向内/反向冲击（区2）。考虑到第1区的低密度，它主要是高频射电发射，通过同步加速器过程的软X射线边缘和TeV $γ$ -射线通过逆康普顿化。由于相对较软的粒子分布和较高的电子截止能量，来自2区的发射主要是低频射电，通过同步加速器过程的硬X射线和GeV $γ$ -射线通过强子过程。没有证据表明质子分布中的高能截止点意味着Cas A仍然可以是PeVatron。来自第1区的强子过程主导着非常高能量的伽马射线发射。未来在数百TeV范围内的观测可以验证这个模型。
2019-03-06 astro-ph.HE
Twelve-hour spikes from the Crab Pevatron
目标。蟹状星云在2010年9月18日显示出一个巨大的伽马射线耀斑。为了更深入地了解这种现象的起源，我们分析了在耀斑期间几乎同时收集的INTEGRAL（20-500 keV）和FERMI（0.1-300 GeV）数据。方法.我们将现有的数据分为三个不同的组，对应于前耀斑期间，耀斑，和随后的平静。对于每个周期，我们进行定时和光谱分析，以区分脉冲星和周围星云对伽马射线光度的贡献。结果在硬X射线域中没有检测到脉冲轮廓和光谱特性的显著变化。相比之下，我们确定了三个独立的增强持续约12小时的伽马射线通量，并分开约两天的时间间隔。光谱分析表明，通量增强，限制在1 GeV以下，可以模拟的幂律与高能量指数截止，其中无论是截止能量或模型归一化增加了约5倍，相对于耀斑前的排放。我们还确认伽马射线耀斑不是脉冲的。结论.时间和光谱分析表明，伽玛射线耀斑是由于同步辐射从一个非常紧凑的粒子加速器位于脉冲星风和周围的星云之间的相互作用的区域。这是在宇宙加速器中测量到的最高电子能量。耀斑的光谱特性的相对论移动的发射体和/或更硬的发射电子人口的框架中解释。
2011-01-17 astro-ph.HE
Association of 220 PeV Neutrino KM3-230213A with Gamma-Ray Bursts
本文在一般洛伦兹不变性破缺框架下，搜索220 PeV中微子KM3-230213A与伽马射线暴的关联，并给出对LV能标的约束。
2025-03-26 astro-ph.HE gr-qc hep-ph
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
Observation of the galactic PeVatron candidate LHAASO J2108+5157 with the Large-Sized Telescope for Cherenkov Telescope Array
切伦科夫望远镜阵列（CTA）天文台将是下一代地基甚高能伽马射线天文台，灵敏度从20 GeV到300 TeV。目前处于调试阶段的大型望远镜原型（LST-1）于2018年10月在西班牙拉帕尔马举行落成典礼。这是CTA四个LST望远镜中的第一个，将在La Palma建造。2021年，LST-1对银河系PeVatron候选者之一LHAASO J2108+5157进行了观测，该候选者最近由LHAASO合作发现。我们提出了我们的LST-1数据的分析结果，把强有力的限制在多TeV波段的源的发射。我们还介绍了使用12年的费米-LAT数据和XMM-牛顿的机会目标观测的多波长建模的结果。我们测试了不同的情况下产生的高能量发射的母粒子，并把它们的光谱约束。
2022-12-05 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
Measurement of the cosmic ray all-particle and light-component energy spectra with the ARGO-YBJ experiment
ARGO-YBJ的测量的所有粒子和轻组分（即质子和氦）的宇宙射线的能量谱之间约5 TeV和5 PeV的初步结果的报告和讨论。由此产生的所有粒子的光谱（在能量范围100 TeV-3 PeV）是在良好的协议与理论参数化和以前的测量。轻组分（即p + He）已被测量的高分辨率高达约5 PeV。初步结果与直接测量结果一致，然后显示出低于1 PeV的弯曲的明确指示。目前正在改进事件选择/重建工作，提供全面的统计数据和对系统不确定性的全面分析。
2015-02-17 astro-ph.HE
GeV Gamma-ray Emission and Molecular Clouds towards Supernova Remnant G35.6$-$0.4 and the TeV Source HESS J1858+020
在$γ$射线观测中，很难区分强子过程和轻子过程，而这对揭示宇宙线的起源至关重要。作为这方面的努力，我们专注于这项工作的复杂的$γ$射线发射区，其中部分重叠的身份不明的TeV源HESS~J1858+020，并包括超新星遗迹（SNR）G35.6 $-$ 0.4和HII区G35.6 $-$ 0.5。我们重新分析了CO线，HI，和费米-LAT的GeV $γ$射线发射数据的这个区域。分子和HI数据的分析表明SNR G35.6 $-$ 0.4和HII区域G35.6 $-$ 0.5位于不同的距离。对GeV $γ$射线的分析表明，GeV辐射来自两个点源：一个（SrcA）与SNR一致，另一个（SrcB）与HESS J1858+020和HII区域G35.6 $-$ 0.5一致。SrcA的GeV辐射可以用SNR-MC缔合的强子过程来解释。SrcB的GeV波段光谱和HESS J1858+020的TeV波段光谱可以通过指数为$\sim$ 2.2的幂律函数平滑地连接。连接的光谱很好地解释了强子发射，质子的截止能量超过1 PeV。因此，它表明在HII区域存在潜在的PeVatron，并且应该通过超高能量观测进一步验证，例如，拉阿索
2022-04-26 astro-ph.HE
