Sombrero Galaxy as an Accelerator of Ultrahigh Energy Cosmic Ray Nuclei
Lehman College, City University of New York（纽约市立大学莱曼学院）；Graduate Center, City University of New York（纽约市立大学研究生中心）；American Museum of Natural History（美国自然历史博物馆）
圆顶星系中心的超大质量黑洞可能高效加速轻重核至最高能量，挑战传统观点。
2025-12-24 astro-ph.HE
Energy Spectrum of Fast Second Order Fermi Accelerators as Sources of Ultra-High-Energy Cosmic Rays
宇宙射线在二阶费米过程中的随机加速通常被认为太慢而不能达到超高能量，除非在特定情况下。本文给出了在高度湍流的磁场中由二阶费米加速得到的能谱。在AGN喷流的外围发现，在这种情况下，它可以足够快地将粒子加速到最高观测能量。我们参数化所得到的非幂律谱，并表明，这些可以描述宇宙射线的能量谱和质量组成的数据在最高的能量，如果考虑到传播效应。
2018-04-18 astro-ph.HE
Observational constraints on accelerators of ultra-high energy cosmic rays
我们探讨了两个一般性的假说，用于追踪宇宙中的超高能宇宙射线（UHECR）的来源：恒星形成率密度或恒星质量密度。对于每一种情况下，我们推断出一组约束的排放机制在加速器中，为他们的能量和元素的丰度在逃离他们的环境。从这些限制，我们产生的天空地图超过40~EeV的预期从一个目录，包括410,761星系到350 Mpc，并提供了一个近红外通量限制的样本，以映射恒星质量和恒星形成率在整个天空。考虑到在每个星系中的间歇性源的情况下，我们表明，在到达方向上观察到的UHECR的主要功能反过来可以限制爆发率的源提供的磁视界效应在星系团中发挥作用。
2022-10-18 astro-ph.HE
Rare Transients in Nearby Galaxies Explain Ultra-high-energy Cosmic Rays
University of Florida（佛罗里达大学）
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
Ultrahigh energy cosmic rays from a nearby extragalactic source in the diffusive regime
我们研究了宇宙射线在本超星系团磁场中的扩散对附近的河外源的能谱的影响。我们发现，强烈增强的能量以下的扩散和quasirectangular制度之间的过渡发生，以及在较低的能量与有限的源年龄的抑制，可以帮助解释所观察到的宇宙射线谱和组成的功能。讨论的情况下，附近的河外源的混合成分和刚性依赖的光谱占大多数观测到的宇宙射线在几个EeV以上的能量，而其余的河外源导致的扩散通量占主导地位，在较低的能量和下降到$\sim 0.1$ ~EeV。附近的源也可以自然地解释4~EeV以上的偶极各向异性测量，这些测量也可以帮助约束其随红移的演化。
2019-05-06 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
Constraints on Physical Conditions for the Acceleration on Ultra-high-energy Cosmic Rays in Nearby Active Galactic Nuclei Observed with the Fermi Large Area Telescope
利用多波长观测资料研究了活动星系核（AGN）附近超高能宇宙射线（UHECR）加速的可能性，并对其物理条件进行了约束，即：同步辐射的亮度和加速点的大小。首先，我们研究了费米第三伽马射线源目录中UHECR的到达方向和附近活动星系核的位置之间的空间相关性。我们选择了27个活动星系核作为UHECR加速器的候选者。然后，利用Peer和Loeb方法，利用同步辐射的峰值亮度和逆康普顿散射与同步辐射的峰值通量比，对活动星系核加速区的物理条件进行了评估。通过计算，我们发现六个活动星系核都具有加速活动星系核中超高能质子的能力。此外，我们发现，最小的加速尺寸必须超过几个千秒差距的UHE质子加速的活动星系核叶。
2017-10-17 astro-ph.HE
Broad-band nonthermal emission from molecular clouds illuminated by cosmic rays from nearby supernova remnants
由于宇宙射线在稠密的磁化气体中的相互作用，分子云预计会发出非热辐射。如果云靠近宇宙射线加速器，并且高能粒子可以离开加速器并扩散到达云，则这种发射会被放大。我们在这里考虑的情况下，一个分子云位于附近的超新星遗迹，有效地加速宇宙射线，并逐渐释放他们在星际介质。我们计算的多波长光谱，从无线电到伽马射线是新兴的云作为宇宙射线相互作用的结果。总能量输出由伽马射线发射主导，其可以超过其他波段的发射一个数量级或更多。这表明，迄今为止探测到的一些未识别的TeV源，在其他波长上没有明显或非常弱的对应物，实际上可能与来自附近源的宇宙射线照射的云有关。此外，在某些条件下，伽马射线谱呈现出凹形，在低能量下陡峭，在高能量下坚硬。这一事实可能对GeV和TeV γ射线源光谱兼容性的研究具有重要意义。
2009-01-28 astro-ph.HE
Observational constraints on cosmic-ray escape from ultra-high energy accelerators
皮埃尔·俄歇天文台推断的超高能宇宙射线的能谱和质量组成被用来推导出河外加速器中起作用的发射机制及其能量学和环境中元素丰度的基准情景。假设源的分布遵循恒星质量的密度，在地球上观测到的宇宙线质量数从$\simeq$ 2\：EeV逐渐增加到最高能量，这表明需要加速到与其电荷成比例的能量并以硬光谱指数发射的核。此外，推断通量的质子下降到$\simeq$ 0.6\：EeV的显示，需要为这个人口的光谱指数显着软比较重的核。这与源内相互作用一致，源内相互作用使注入的带电核的能量产生率不同于从约束区逸出的次级中子的能量产生率。连同推断的核丰度，这些结果提供了在源环境中的辐射水平的限制。在这种情况下，需要一个额外的分量，该分量随着能量的增加而急剧下降，直到脚踝特征，以弥补脚踝下能量范围内的所有粒子通量。
2022-12-14 astro-ph.HE
High-Energy Emission Induced by Ultra-High-Energy Photons as a Probe of Ultra-High-Energy Cosmic-Ray Accelerators Embedded in the Cosmic Web
超高能宇宙线加速器（UHECR）中的光子产生（如伽马射线暴和活动星系）可能导致超高能伽玛射线辐射。我们表明，在磁化结构区嵌入源的UHE对的产生是不可避免的，并伴随着>0.1 TeV的同步辐射提供了一个重要的探针UHECR加速。这将特别是强大的瞬态源，同步对回波可能会检测到未来CTA通过协调搜索的瞬态持续时间约0.1-1年的结构化区域与~Mpc。探测将有助于了解河外磁场的结构以及源的特性。
2011-12-17 astro-ph.CO astro-ph.HE hep-ph
Ultrahigh energy cosmic rays from nearby starburst galaxies
超高能宇宙射线是自然界中观测到的亚原子粒子中能量最高的。寻找它们神秘的起源是目前科学界面临的一个重大挑战。在这里，我们探索这些粒子来自附近的星暴星系的可能性，这一情景与最近望远镜阵列实验观察到的宇宙射线热点相匹配，该热点位于距离星暴星系M82方向不远的57~EeV以上。具体而言，我们研究的随机传播的高能宇宙射线在空间中通过国家的最先进的模拟框架CRPropa~3，考虑到所有相关的粒子相互作用以及偏转的干预磁场。为了确保对这个模型的全面理解，我们考虑了能谱，宇宙成因中微子和伽马射线，以及到达方向的分布。星暴星系的情景很好地再现了望远镜阵列和皮埃尔俄歇天文台的观测结果，使其对于解释最高能量的宇宙射线的起源非常有吸引力。
2018-05-08 astro-ph.HE
Anisotropies of ultrahigh-energy cosmic rays in a scenario with nearby sources
由于银河系和河外磁场的影响，超高能宇宙线源的图像以一种与能量相关的方式发生扭曲。这些偏转也会影响观测到的宇宙射线谱，特别是当源是瞬态的时候。我们研究的情况下，一个或几个附近的河外源，如CenA或M81/M82，提供了占主导地位的贡献，以上的脚踝的宇宙射线流量的频谱。我们讨论的角色散引起的湍流河外磁场的影响，和相干偏转所造成的规则的银河系磁场，与相关的多重成像的来源。我们认为，这些来源的可能贡献的偶极分布发现的皮埃尔俄歇天文台以上8 EeV，以及暗示的热点观测皮埃尔俄歇和望远镜阵列天文台在更高的能量，考虑到混合性质的宇宙射线成分。
2022-02-07 astro-ph.HE
Magnetically Induced Anisotropies in the Arrival Directions of Ultra-high-energy Cosmic Rays from Nearby Radio Galaxies
在强结构河外磁场（EGMF）模型的假设下，对超高能宇宙射线的到达方向进行了详细的模拟。离开半人马座A、室女座A和天炉座A的粒子传播到地球，模拟的各向异性信号与皮埃尔·俄歇和望远镜阵列合作组织发表的偶极子和热点进行比较。的EGMF结构上产生的事件在本地源的到达方向的优势。室女座A方向事件的缺失与EGMF引起的强烈偏离有关。证据表明，这三个来源有助于在三个检测到的热点方向的事件过多。在这里考虑的EGMF下，M82被证明对望远镜阵列天文台测量的热点没有贡献。
2021-12-04 astro-ph.HE
A diffusive origin for the cosmic-ray spectral hardening reveals signatures of a nearbysource in the leptons and protons data
在这项工作中，我们的目标是再现，同时，在$\sim 10 \, \mathrm{TeV}$的宇宙射线质子谱的光谱特征，最近报道的DAMPE合作，连同光谱中断在$\sim 1 \, \mathrm{TeV}$测量的H.E.S.S.在轻子谱中。这些特征被解释为附近一个隐藏的宇宙射线加速器的特征。我们表明，这种解释是一致的偶极各向异性的数据，只要刚性缩放的扩散系数的特点硬化在$\sim 200 \, \mathrm{GV}$，建议由AMS-02合作的高精度测量的轻核数据。这种刚性依赖的扩散系数始终适用于大规模的扩散宇宙射线海以及附近的源注入的粒子。
2021-11-19 astro-ph.HE
A Systematic Search for Near-Infrared Counterparts of Nearby Ultraluminous X-ray sources (II)
我们提出了我们的近红外（NIR）的候选人对应的超亮X射线源（ULXs）在10兆秒差距内继续系统搜索的结果。我们在24个邻近星系中观测到42个ULX，并检测到15个ULX的近红外候选对应物。其中14个ULX在我们的图像中似乎有一个候选对应物，其余的ULX有2个候选对应物。有7颗ULX的绝对星等在-9.26到-11.18等之间，符合红超巨星的标准。其他八个ULX的候选者的绝对星等太亮，不可能是一个单一的恒星源。其中一些近红外光源显示出活动星系核（AGN）的扩展形态或颜色，强烈表明它们可能是星团或背景星系。红超巨星候选对应物形成了后续光谱观测的宝贵样本，以确认它们的性质，最终目标是使用二元多普勒频移直接测量为ULX提供动力的紧凑吸积体的质量。
2017-04-04 astro-ph.HE
A Large Catalogue of Ultraluminous X-ray Source Candidates in Nearby Galaxies
超铝X射线源（ULX）自发现以来，由于其极端亮度和核外位置的组合而引起了人们的关注。然而，它们是一种相当罕见的现象，由于相对缺乏已知的来源，调查人口一般特性的努力受到阻碍。在这里，我们提出了一个大型的ULX候选人目录，包括475个离散源的655个检测，基于2XMM偶然调查。为了证明这样的资源的潜力，我们提出了一些科学的分析，这个人口，重点是频谱营业额看到，往往在~6千电子伏，在最高质量的ULX数据。我们还演示了如何最近的反射和康普顿化解释这一功能可能会区分在未来的观测，特别是使用NGC 4517 ULX 1，以前未经分析的来源与高质量的数据，作为一个例子。
2010-11-01 astro-ph.HE
Constraints on the hosts of UHECR accelerators
高能宇宙射线在加速器周围的相互作用可以自然地解释观测到的UHECR的光谱和成分，包括脚踝以下的质子丰度。我们发现，天体物理性质的UHECR源环境，如温度，大小，和磁场可以约束的UHECR和中微子数据。将其应用于具有简单结构的候选源表明，星暴星系与这些约束是一致的，但星系团可能与它们处于紧张状态。对于活动星系核和伽玛暴这样的多成分系统，结果是指示性的，但需要定制的分析才能得出明确的结论。
2022-12-20 astro-ph.HE
Ultra-High Energy Cosmic Rays
超高能宇宙射线（UHECR）的能量大于E > 1017 eV，其起源至今仍不清楚。对它们来源的发现将揭示宇宙中最具活力的天体物理加速器的引擎。这是2013年CERN拉丁美洲高能物理学院专门针对UHECR的一系列讲座的书面版本。我们介绍了带电粒子的加速机制，以最高能量的天体，他们的传播从源到地球，和他们的检测的实验技术。本文还讨论了望远镜阵列和皮埃尔俄歇天文台的一些有关观测结果。这些实验处理的粒子相互作用的能量比地球上的加速器所达到的能量高几个数量级。
2016-04-26 astro-ph.HE
Observable spectral and angular distributions of $γ$-rays from extragalactic ultrahigh energy cosmic ray accelerators: the case of extreme TeV blazars
来自河外宇宙射线源的超高能质子和原子核引发了星系间的电磁级联，导致在GeV-TeV能量域中可观测到的$γ$射线通量。这种强子性质的级联$γ$射线的总光谱比通常预期的耀变体的光谱要硬得多。一些被称为“极端TeV耀变体”的源的光谱可以很好地用这个“星系际强子级联模型”（IHCM）来描述。我们计算了可观测到的点状谱的形状，以及观测到的$γ$射线的角分布，首次考虑到初级质子偏转的影响，在细丝和星系团的河外磁场假设Dolag等人（2005）的模型。我们目前的宽度估计的可观察到的$γ$射线角分布来自简单的几何考虑。我们还采用了混合代码来计算可观测的光谱和角分布的$γ$射线。在多TeV能量下可观察到的点状光谱比在所有可观察角度值上平均的光谱要软得多。在IHCM的框架内，极端TeV耀变体的可观测光谱中存在高能截止，这将大大促进未来对新物理过程的研究，这些过程将增强宇宙中$γ$射线的明显透明度（例如，$γ\rightarrow ALP$振荡）。可观测角分布的宽度大于或相当于下一代$γ$射线望远镜的点扩散函数的范围。
2021-05-21 astro-ph.HE
Dark Matter search with H.E.S.S. towards ultra-faint dwarf nearby DES satellites of the Milky Way
暗能量巡天（DES）在过去几年中发现的几颗银河系附近的超暗卫星是用甚高能（VHE，E $\gtrsim$ 100 GeV）伽马射线进行间接暗物质（DM）搜索的有希望的目标。H.E.S.S.该实验在2017年和2018年进行了一次观测活动，以选择最有前途的DES矮卫星，累计观测时间约为80小时。各个数据集已被用来寻找一个DM信号在几个湮灭通道。在任何目标中均未发现明显的VHE伽马射线超出本底。的DM粒子与它们的质量的热平均速度加权湮没截面$\langle σv \rangle$的约束。对数据集进行了综合分析。最强的95% C. L。对于TeV DM质量范围内的DM连续谱信号，上限达到几个$10^{-24}$ cm $^3$ s $^{-1}$的$\langle σv \rangle$值。它们是来自DES矮星系卫星的成像大气切伦科夫望远镜观测的第一个约束。这些限制是迄今为止在TeV DM质量范围内对银河系矮卫星最具约束力的限制之一。
2019-08-12 astro-ph.HE
Tracing Cosmic accelerators with Decaying Neutrons
超高能中子和π介子可能在宇宙射线源内部的粒子相互作用中产生，随后衰变为中微子和其他次级粒子（$π^\pm \rightarrow μ^\pmν_μ(\bar ν_μ),μ^\pm \rightarrow e^\pm \barν_μ(ν_μ) ν_e(\barν_e)$）。在宇宙加速场的强磁场中，高能带电粒子在衰变前会由于同步辐射而损失大量能量。我们表明，对于内激波模型中的伽马射线暴，衰变的高能中子产生的极高能反中微子（$\bar ν_e$）的通量可能大于π介子衰变产生的总中微子通量，这取决于它们的洛伦兹因子、光度和变率的值.
2010-07-15 astro-ph.HE hep-ph
New Optical/UV Counterparts and the Spectral Energy Distributions of Nearby, Thermally Emitting, Isolated Neutron Stars
本文介绍了哈勃空间望远镜对附近五颗热发射中子星的光学和紫外测光。通过这些测量，所有七个这样的物体都确认了光学和紫外线对应物。结合我们的数据与档案空间为基础的测光，我们目前的光谱能量分布的所有来源和测量的“光学过剩”：测量的测光超过从X射线光谱外推的因素。我们发现，大多数有光学和紫外线通量，这是不一致的预期从热（瑞利-牛仔裤）发射，表现出更多的通量在较长的波长。我们还发现，大多数物体的光学过剩在5到12之间，但有一个物体（RX J2143.0+0654）在5000 A时超过X射线外推的50倍以上，这对X射线光谱和吸收的不确定性是鲁棒的。我们认为这一解释范围从大气效应，磁层发射，共振散射，但发现没有一个是令人满意的。
2011-05-20 astro-ph.HE
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
Ultraluminous X-ray bursts in two ultracompact companions to nearby elliptical galaxies
在星系NGC 4697附近发现了一个X射线耀斑源。观测到两次耀斑，相隔四年。在大约一分钟的时间尺度上，通量增加了90倍。两次闪光都很短暂。在耀斑的位置上没有光学对应物，但如果源位于NGC 4697的距离上，则光度为10^39 erg/s。在这里，我们报告了对70个附近星系的档案X射线数据进行搜索以寻找类似此类耀斑的结果。我们在球状星团或母椭圆星系的超致密矮伴星系中发现了两个耀斑源。其中一个光源爆发一次，峰值亮度为9 x 10^40 erg/s，而另一个爆发五次，峰值亮度为10^40 erg/s。所有耀斑的上升时间都小于1分钟，然后它们在大约一个小时内衰减。当没有耀斑时，这些源看起来是正常的吸积中子星或黑洞X射线双星，但它们位于古老的恒星星族中，不像磁星、异常X射线双星或软伽马重复星，它们具有类似光度的重复耀斑。
2016-10-18 astro-ph.GA astro-ph.HE
Identifying Ultrahigh-Energy Cosmic-Ray Accelerators with Future Ultrahigh-Energy Neutrino Detectors
超高能中微子源的探测将大大有助于解决数十年来最高能量宇宙射线起源之谜。我们研究了未来UHE中微子探测器识别最亮中微子点源的能力，通过探索观测事件总数的参数空间和探测器的角分辨率。对于给定的源数密度和演化历史，有利的参数区域可以转化为对未来探测器的有效面积、天空覆盖和角分辨率的要求。此外，通过研究典型的距离源，预计发射一个以上的事件，对于一个给定的扩散中微子通量，我们发现，一个显着的比例可识别的UHE中微子源可能位于附近的宇宙，如果源数密度是$\sim10^{-6}\,\rm Mpc^{-3}$以上。如果像blazar场景中预测的那样，源足够强大和罕见，它们首先可以在遥远的位置被检测到。我们的研究结果还表明，如果UHE宇宙射线加速器既不是光束也不是瞬态的，那么将有可能将检测到的UHE中微子源与附近的UHE宇宙射线和伽马射线源相关联，并且它们也可以使用其他信使来观察，包括具有有限视野的信使，如TeV伽马射线，UHE伽马射线和宇宙射线。我们发现，对于均匀密度的UHE中微子源的$\gtrsim5σ$探测，$n_s\sim{10}^{-7}-{10}^{-5}~{\rm Mpc}^{-3}$至少需要$\sim100-1000$事件和亚度角分辨率，并且探测结果依赖于源的演化模型.
2016-11-21 astro-ph.HE astro-ph.IM hep-ph
A New Ultraluminous X-ray Source in the Nearby Edge-on Spiral NGC 891
我们报告了在附近的边缘螺旋星系NGC 891中发现的一个新的候选超亮X射线源（ULX）。该源的吸收通量为F_X ~ 10^-12 erg/s/cm ^2（对应于在9 Mpc时L_X > 10 ^40 erg/s），由于在1986年至2006年的X射线观测中没有发现它，因此它一定是在过去5年中开始爆发的。我们尝试经验拟合的XMM-牛顿光谱，发现光谱是非常适合从一个热的磁盘，一个冷的照射磁盘，或从磁盘的最里面的区域模糊的反射发射。最简单的物理模型是围绕恒星质量的黑洞（超级爱丁顿爆发）的热盘，但每个模型都有同样好的拟合。我们提出了几个后续实验，可以证伪这些模型。
2012-02-09 astro-ph.CO astro-ph.HE
Prospects of detecting a large-scale anisotropy of ultra-high-energy cosmic rays from a nearby source with the K-EUSO orbital telescope
KLYPVE-EUSO（K-EUSO）是计划中的超高能宇宙射线轨道探测器，将部署在国际空间站上。预计K-EUSO在天球上的照射量是均匀的，在两年的飞行任务中，在57 EeV以上的能量下记录120至500个UHECR。我们采用TransportCR和CRPropa 3软件包来估计用K-EUSO探测来自附近源的超高能宇宙射线的大尺度各向异性的前景。附近的活动星系核半人马座A、M82、NGC 253、M87和天炉座A被认为是UHECR的可能来源。为了确定性，选择了Kachelriess、Kalashev、Ostapchenko和Semikoz（2017）提出的河外宇宙射线和中微子的极小模型。我们证明，观察$\gtrsim300$事件将允许检测一个大规模的各向异性提供的分数从源事件是$\simeq$ 10- 15%，取决于一个特定的源具有高的置信水平。阈值分数随着样本量的增加而减小。我们还讨论了如果一个overdensity起源于附近的源可以观察到在脚踝周围的情况下，发现一个类似的各向异性超过57 EeV。结果是通用的，并为其他未来的实验与均匀曝光的天球。
2019-08-15 astro-ph.HE astro-ph.IM
Revealing ultra-high-energy cosmic ray acceleration with multi-messenger observations of the nearby GRB 980425/SN 1998bw
超高能宇宙射线（UHECR）的起源是天体粒子物理学中最令人困惑的问题之一。伽马射线暴（GRB）是宇宙射线的理想加速场。从伽玛射线暴宿主星系到地球的UHECR传播应该会产生延迟的次级光子和中微子。在这里，我们提出了一个专门的搜索延迟UHECR和中微子发射附近的GRB 980425/SN 1998 bw的位置为中心。GRB 980425/SN 1998 bw位于36.9 Mpc的距离范围内。我们发现没有证据表明UHECR或中微子集群周围的GRB 980425/SN 1998 bw的位置之间的2004年和2020年。在理想的传播条件下，如果星系际磁场（IGMF）强度为$B \leq 3 \times 10^{-13}$ G，那么在未来的100年内，我们有可能探测到GRB 980425/SN 1998 bw附近的延迟超外辐射。
2023-01-04 astro-ph.HE hep-ex
Proposal of the Electrically Charged Stellar Black Holes as Accelerators of Ultra High Energy Cosmic Rays
本文提出了一种新的超高能宇宙射线加速机制。它是基于接近带电恒星黑洞的中性原子的隧道电离，以及由此产生的带正电荷的原子部分被巨大的长距离电场排斥。这些粒子在$10^{18}$ eV以上的能量可以通过这种一个接一个的全电模型以简单的方式计算。当这种加速机制与超新星（SN）爆炸的星系晕的大质量失控的恒星从银盘驱逐相结合，然后所获得的各种结果被证明是兼容的，几乎所有的主要观测事实，这些UHECR。在这些事实中，该模型预测的UHECR的测量的顶部能量和它们的通量在指定的EeV的能量范围内的几乎正确的值。它还解释了这些高能粒子到达地球的近各向同性，正如俄歇天文台最近测量的那样。
2016-02-23 astro-ph.HE gr-qc hep-ph
A tidal disruption event in the nearby ultra-luminous infrared galaxy F01004-2237
潮汐破裂事件（TDEs）是恒星在靠近星系中心的超大质量黑洞时受到引力破坏的事件，是强引力和吸积物理学的潜在重要探测器。大多数TDE都是在对数千个星系进行大面积监测调查时发现的，并且推断出的此类事件的发生率相对较低：每个星系每10 $^4$ - 10 $^5$年发生一次事件。然而，鉴于这类调查固有的选择效应，在有利于贸易发展企业的条件方面仍然存在相当大的不确定性。在这里，我们报告的检测异常强烈和广泛的氦发射线后，明亮的光学耀斑（Mv < -20.1等）在附近的超亮红外星系F01004-2237的核心。在F01004-2237中观测到的变化和耀斑后发射线光谱的特殊组合不同于任何已知的超新星或活动星系核。因此，对这一现象最合理的解释是TDE-第一次在一个正在进行大规模恒星爆发的星系中发现。在对15个超亮红外星系样本的重复光谱观测中，在短短10年的时间里就发现了这一事件，这表明这类天体的TDE率比一般星系群高得多。
2017-02-08 astro-ph.GA astro-ph.HE
Probing the environments surrounding ultrahigh energy cosmic ray accelerators and their implications for astrophysical neutrinos
我们探索的超高能宇宙射线（UHECR）源环境的推断-限制的频谱和组成的UHECR和极高能量中微子的非观测-和它们的影响所观察到的高能天体物理中微子谱。我们发现加速机制产生幂律CR谱~ $\propto E^{-2}$是兼容的UHECR数据，如果CR在高刚度是在准弹道扩散制度，因为他们逃离他们的源环境。以气体为主和以光子为主的源环境都能够解释UHECR观测结果，但以光子为主的源给出了更好的拟合。此外，以气体为主的源与当前的中微子约束处于紧张状态。精确测量$\sim 10$ PeV的中微子通量将提供有关以气体为主的源的可行性以及扩散激波加速是否与UHECR观测一致的关键信息。我们还表明，UHECR源是能够给一个很好的适合的天体物理中微子光谱的高能量部分，以上$\sim$ PeV。如果用Sibyll2.3c强子相互作用模型解释空气簇射数据，那么UHECR和高能天体物理中微子的共同起源是自然的，Sibyll2.3c强子相互作用模型在参数空间的同一部分给出了UHECR和天体物理中微子的最佳拟合，但不是EPOS-LHC。
2021-12-22 astro-ph.CO astro-ph.HE hep-ph
Acceleration of ultra-high-energy cosmic rays in the kiloparsec-scale jets of nearby radio galaxies
本文以半人马座A为例，通过高分辨率相对论磁流体动力学与测试粒子模拟，研究射电星系千秒差距尺度喷流湍流鞘层中的超高能宇宙线加速，发现其可接近理论最大加速效率，并能解释观测到的偶极各向异性和能谱截断。
2024-11-25 astro-ph.GA astro-ph.HE
Radio Proper Motions of the Nearby Ultra-cool dwarf binary VHS 1256$-$1257AB
本文利用 VLA 观测测定超冷矮星双星 VHS 1256-1257AB 的射电自行，发现与 Gaia DR3 结果在约 2-3% 误差内一致，并表明射电辐射来自未分辨双星的两个子星。
2023-09-15 astro-ph.HE astro-ph.SR
Dark Matter Annihilation from Nearby Ultra-compact Micro Halos to Explain the Tentative Excess at ~1.4 TeV in DAMPE data
暗物质粒子探测器（DAMPE）测量的$e^+e^-$光谱中暂定的1.4 TeV过量激发了一个或多个局部暗物质集中区域的可能存在。特别是，由早期宇宙中大密度扰动产生的超紧凑微晕（UCMH），分布在距离太阳系约0.3 kpc的范围内，可以提供由暗物质湮灭产生的电子和正电子的潜在来源，足以解释DAMPE信号。在这里，我们考虑一个UCMH的密度分布假设径向下降和探索的首选晕参数来解释1.4 TeV的“DAMPE过剩”。我们发现，典型的参数空间的UCMH可以很容易地解释“DAMPE过剩”与通常的热平均湮没截面的WIMP。在银河系尺度的晕中，储存在这种UCMH中的暗物质的比例可以减少到$O(10^{-5})$那么小，完全在当前宇宙学和天体物理学的限制范围内。
2017-12-12 astro-ph.CO astro-ph.HE hep-ph
Ultra-High Energy Neutrino Afterglows of nearby Long Duration Gamma-Ray Bursts
从天体物理源中探测到超高能（UHE，$\gtrsim 1$ PeV）中微子将是识别和理解自然界中UHE宇宙射线（CRs）源的一个重大进展。长持续时间的伽马射线暴（GRB）冲击波被认为是超高能ECR的潜在加速场。这些CR预计将与GRB余辉光子相互作用，这是来自相对论电子的同步辐射与冲击波中的CR共同加速，并自然产生UHE中微子。然而，这些中微子的通量是不确定的，关键取决于观测到的余辉模型。我们已经选择了一个样本的23个长持续时间的GRB的红移0.5内，足够的电磁余辉数据是可用的，这可能会产生高通量的UHE余辉中微子，附近。我们适合光学，X射线和$γ$射线余辉数据与绝热爆炸波模型在一个恒定的密度星际介质和风的环境中，风的密度从中心的伽玛暴半径的平方反比减少。从这些拟合中提取的爆炸波模型参数，然后用于计算UHECR加速度和$pγ$相互作用，以产生UHE中微子通量从这些GRB。我们还探索了这些中微子的可探测性，目前正在运行和即将推出的大面积中微子探测器，如皮埃尔俄歇天文台，冰立方Gen-2和KM 3 NeT天文台。我们发现，我们的现实通量模型从附近的伽玛暴将在可预见的未来不受约束。
2017-10-11 astro-ph.HE hep-ex hep-ph
