Te-REX: a sample of extragalactic TeV-emitting candidates
REX（Radio-Emitting X-ray sources）是一个目录，通过交叉匹配来自ROSAT-PSPC定点观测档案的X射线数据和来自NRAO VLA巡天的无线电数据产生，旨在选择耀变体。从REX目录中，我们选择了一个定义明确，统计上完整的高能量峰值BL Lac（HBL）的样本。HBL被认为是河外TeV辐射源中数量最多的一类。具体来说，我们只考虑了在目前计划的CTA河外调查区的REX源满足特定的标准，并与光谱确认。我们获得了46个HBL候选者，我们称之为Te-REX（TeV发射REX）。我们估计非常高的能量的伽马射线发射，在TeV域，使用经验的方法，即使用特定的统计关系的伽马射线（在GeV能量）和无线电/X-射线的属性从文献中观察到的明亮的HBL。我们比较了光谱能量分布（SED）与当前和即将到来的切伦科夫望远镜的灵敏度，我们预测，14个Te-REX可以通过CTA的50小时观测来检测，其中7个也可以通过当前的切伦科夫设施在50小时内检测到。通过将这些数字外推到整个河外天空，我们预测在CTA观测中可以看到大约800个HBL，而在50小时内使用当前的切伦科夫望远镜可以看到大约400个HBL。有趣的是，我们的预测表明，CTA可以检测到的HBL中有一个不可忽略的部分（约30%）是由相对较弱的物体组成的，这些物体的光学核发射被宿主星系的光淹没，而费米-LAT还没有检测到。
2019-12-16 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
Highlights from TeV Extragalactic Sources
在2017年，发现的TeV源数量接近70个，其中大部分是位于红移~1的耀变体。十年前，在2007年，已知的发射体不到20 TeV，最大红移为0.2。这是当代切伦科夫望远镜与光学、X射线和GeV伽马射线望远镜协同工作的重大成就。审查选定的结果从河外TeV的天空，特别强调最近检测到的遥远的来源。
2017-07-05 astro-ph.CO astro-ph.HE astro-ph.IM
Milagro Observations of Potential TeV Emitters
本文报道了Milagro TeV天图的三个有针对性的搜索结果：两个河外点源列表和一个脉冲星源列表。第一个河外星系候选者名单包括从费米-LAT 2FGL星表中选出的709个候选者。第二个河外候选名单包含从TeVCat源目录中选出的31个候选者，这些候选者已被成像大气切伦科夫望远镜（IACTs）探测到。在这两份河外候选名单中，Mkn 421是米拉格罗探测到的唯一来源。本文介绍了Milagro TeV通量Mkn 421和通量限制较亮的费米-LAT河外源和所有TeVCat候选人。脉冲星列表扩展了先前发表的Milagro对银河系源的目标搜索。随着2FGL中确定的32个新的伽马射线天体，费米-LAT和米拉格罗研究的天体数量增加到52个。在这个例子中，我们发现，Milagro检测TeV的发射符合脉冲星的概率增加与费米-LAT观察到的GeV通量在能量范围从0.1 GeV到100 GeV。
2014-03-02 astro-ph.HE
Constraints on Extragalactic Background Light using TeV Observations of BL Lacertae objects
红外到紫外波段的河外背景光（EBL）通过对产生部分吸收了穿过宇宙学距离的非常高能量（VHE，$E \geq$ 100 GeV）的$γ-$射线光子。为了得到更强的EBL约束条件，我们选择了统计性质较好、光谱较硬的5个BL Lac的EBL模型和数据，对BL Lac的EBL密度和辐射机制进行了严格的限制。我们通过拟合TeV BL Lacs的谱能量分布（SED）来约束EBL密度的上限，发现我们的结果与已发表的测量结果一致，达到50 $\rm{nW m^{-2} sr^{-1}}$ .我们还得到，EBL不一定是透明的高VHE光子。在观测证据和模型假设下，我们将TeV BL Lac的本征谱指数$Γ_i$固定为1.0和1.5。比较星系计数和$Spitzer$观测给出的EBL密度，我们得到1 ES 1101-232的$Γ_i$ $\leq$为1.0，1 ES 0229+200的$Γ_i$不应大于1.0。我们证明，共同的辐射假设的BL Lacs，其中的$Γ_i$是软比1.5，应该重新审视。此外，我们建议EBL密度上限可以通过拟合TeV BL Lac的最硬能谱来给出。
2023-02-16 astro-ph.HE
Studies of Extragalactic Background Light with TeV BL Lac Objects
极高能（VHE; $E \geq$ 100 GeV）来自宇宙学距离的$γ-$射线被河外背景光（EBL）在红外到紫外波段衰减。通过将测量的发射与本征发射进行对比，可以导出EBL光子密度。然而，无论是本征谱还是EBL，除了它们的组合效应之外，都不是单独已知的。本文首先提出了一种灵活的模型依赖的光学深度方法来研究EBL，该方法通过一个单区轻子同步自康普顿模型（SSC）拟合TeV BL Lac天体的发射光谱。射流中的电子能量分布对于建立SSC场景中的谱能量分布至关重要，但我们对射流中的电子能量分布的了解很少。基于现有的粒子加速度模型，我们使用两种类型的EED，即，幂律对数抛物线（PLLP）EED和破幂律（BPL）EED以拟合观察到的光谱。我们得到EBL密度的上限约为30 nW m $^{-2}$ sr $^{-1}$，这与已发表的测量结果相似.此外，我们提出了一个前所未有的方法来测试涉及TeV对象的辐射机制，通过简单地比较减少EBL密度与星系计数得到的限制，并证明，对于一些BL Lac，至少，一个区域SSC模型应该重新考虑。
2020-08-30 astro-ph.HE
Problems and Prospects from a Flood of Extragalactic TeV Neutrinos in IceCube
IceCube测量到的中微子陡峭光谱从>1 PeV延伸到~10 TeV，其能流现在侵入费米各向同性GeV背景。我们研究了几个影响，从中微子生产的源能量学要求。我们展示了河外星系核的环境如何能够熄灭~10-100 TeV的伽马射线，并将其能量转换为X射线，以便在红外光度和磁场的合理条件下，费米背景不会被级联淹没。我们解决了各种方案，如加速的超大质量黑洞和强子的情况下，和观测，可能有助于阐明中微子的阴影起源。
2015-11-04 astro-ph.CO astro-ph.GA astro-ph.HE
Diffuse neutrinos from extragalactic supernova remnants: Dominating the 100 TeV IceCube flux
冰立方测量了TeV-PeV中微子的扩散天体物理通量。最合理的来源是独特的高能宇宙射线加速器，如超新星遗迹（HNR）和星爆星系中的伽马射线暴遗迹，它们可以产生具有所需能量和丰度的初级宇宙射线。然而，在这种情况下，比HNR丰富得多的普通超新星遗迹（SNRs）在高达100-150 TeV的能量范围内产生相当或更大的中微子通量，这意味着冰立方信号在这些能量附近的光谱中断。高达这一百TeV能量的扩散通量中的SNR贡献提供了一个自然的基线，然后约束预期的PeV通量。
2015-05-18 astro-ph.HE hep-ph
Selection of AGN to study the extragalactic background light with HAWC
河外背景光（EBL）是自复合时代以来，已分辨和未分辨的河外源释放的全部电磁能量。它的强度和光谱形状提供了整个宇宙历史中星系演化的信息。由于直接观测EBL是非常困难的，低能量EBL光子和来自遥远的河外源的高能光子之间的相互作用的研究成为相关的限制EBL强度。本研究的主要目的是通过高海拔水切伦科夫（HAWC）伽马射线天文台观测活动星系核（AGN）样本来研究EBL对伽马射线的不透明度。目前的伽玛射线观测高达20 TeV的成像大气切伦科夫望远镜（IACTs）进行了限制在0.1-50 $μ$ m区域的EBL强度。HAWC在100 GeV到100 TeV的能量范围内监测伽马射线天空，根据从GeV波段到TeV的稳态谱外推，HAWC第一年的数据将能够探测到大约10个活动星系核，从而将EBL限制在测量不佳的1-100 $μ$ m范围内。
2015-08-18 astro-ph.HE
Estimation of the Extragalactic Background Light using TeV Observations of BL~Lacs
高能尖峰耀变体的甚高能（VHE）伽马射线谱指数与其相应的红移密切相关，而在X射线或GeV波段没有观察到这种相关性。我们将这种相关性归因于TeV光子与河外背景光（EBL）的光子-光子吸收的结果，并利用这一点，我们计算EBL的允许通量范围，这是独立于以前的估计。在我们的样品中的源的VHE光谱可以很好地近似由幂律，如果去吸收光谱也被假定为幂律，那么我们表明，EBL的频谱形状将是$εn(ε) \sim k log(\fracε{ε_p}) $。我们估计的EBL光谱，$k$和$ε_p$，这样的内在VHE光谱与红移的相关性是无效的参数的值的范围。估计的EBL仅取决于所观察到的相关性和幂律源谱的假设。具体来说，它不依赖于源的光谱模型或辐射机制，也不依赖于通过宇宙学计算获得的EBL光谱的任何理论形状。估计的EBL谱与不同观测值所施加的上限和下限是一致的。此外，它也与通过宇宙学演化模型获得的理论估计非常一致。
2014-09-12 astro-ph.HE
From diffuse extragalactic and galactic gamma rays to limits on extra dimensions
在TeV尺度的ADD引力框架下，我们导出了核塌缩超新星以大质量（Kaluza- Klein）引力子形式发射的能量的最大比例，以及相应的最小额外维普朗克质量M*。我们的局限性出现了：a）来自费米-LAT观测到的银河系外伽马射线背景，在天体物理源被移除之后，b）通过残留的银河系发射，在天体物理和潜在的暗物质发射被移除之后。我们专注于一些额外的维度3和4，因为M* 在TeV范围内，天体物理和对撞机的约束竞争。对于额外维数n=3和n=4，分别导出了在情况a）为8.0 TeV和1.1 TeV，以及在情况b）为16 TeV和1.9 TeV时M* 的下限。这些限制特别稳健，对所涉及的各种不确定性不敏感。
2019-10-25 astro-ph.CO astro-ph.HE
The Cosmological Optical Convergence: Extragalactic Background Light from TeV Gamma Rays
本研究利用STeVECat星表的260余份TeV伽马射线能谱，通过参数边缘化方法测量了z=0处的河外背景光强度，验证了其与星系集成光及直接测量结果的一致性，排除了高占比漫射成分，还给出了不依赖EBL模型的哈勃常数测量，实现了光学波段的宇宙学观测收敛。
2024-10-09 astro-ph.HE
STeVECat, the Spectral TeV Extragalactic Catalog
本文开发了统一的河外甚高能伽马射线能谱目录STeVECat，汇集了1992至2021年间的403条能谱数据，支持种群研究、GeV-TeV连接及河外背景光吸收研究。
2023-04-03 astro-ph.CO astro-ph.HE
Effect of axion-like particles on the spectrum of the extragalactic gamma-ray background
类轴子粒子（ALP）为观测到的宇宙较低TeV不透明度提供了一个可行的解释。如果异常TeV透明度是由ALPs引起的，那么遥远的河外源的通量将在超过TeV的光子能量下增强，从而导致观测到的河外伽马射线背景（EGB）光谱的增强。在这项工作中，我们研究了在TeV能量的EGB谱的ALP调制。我们的研究结果表明，在最乐观的情况下，ALP的存在可能会导致EGB光谱大大偏离纯银河系外背景光（EBL）吸收的情况下的预测。偏差发生在大约$\gtrsim$ 1 TeV，目前费米-LAT的EGB测量无法识别这样的效果。我们还发现，大多数敏感的ALP参数已被排除现有的限制，只留下一个小区域的不受限制的参数，可以探测使用EGB效应在这项工作中的调查。来自LHAASO和CTA等即将到来的甚高能量仪器的观测可能有助于研究这种效应。
2021-11-01 astro-ph.CO astro-ph.HE
MAGIC extragalactic highlights from a MeV perspective
在过去的15年里，研究TeV γ射线发射体的方法发生了巨大的变化。旨在填充TeV伽马射线天空的基于探测的方法演变成物理驱动的方法，其雄心勃勃的目标是了解负责发射及其环境的机制。因此，在不同电磁波段和使用不同信使的仪器之间的协同合作至关重要。在这次演讲中，我将报告用MAGIC望远镜进行的河外物理研究的重点，特别强调MeV-TeV的联系。
2019-08-06 astro-ph.CO astro-ph.HE
The Cosmological Impact of Luminous TeV Blazars I: Implications of Plasma Instabilities for the Intergalactic Magnetic Field and Extragalactic Gamma-Ray Background
由高能伽马射线（E>100 GeV）引发的逆康普顿级联增强了明亮的河外TeV源的GeV辐射。明亮的TeV耀变体没有这种辐射被用来限制星系际磁场（IGMF），费米对未解决的河外伽马射线背景（EGRB）的严格限制被用来反对大量的高红移天体。然而，这些都是基于这样一个假设，即逆康普顿散射是由高能伽马射线在河外背景光子上湮灭产生的超相对论对的主要能量损失机制。在这里，我们表明，对于足够明亮的TeV源（各向同性等效亮度>10^{42} erg/s）等离子体束不稳定性，特别是“斜”不稳定性，提出了一个合理的机制，这些对的能量可以被耗散局部，加热星系际介质。由于这些不稳定性通常在与逆康普顿冷却速率相比较短的时间尺度上增长，因此它们必然抑制逆康普顿级联。因此，这对限制IGMF的努力造成了严重的限制，因为TeV源中缺乏可辨别的GeV隆起。同样地，它也大大削弱了耀变体演化的费米极限。具体来说，我们构建了TeV耀变体的光度函数从目前观察到的对象，并发现它是很好地描述了类星体的光度函数在z~0.1，转移到较低的光度和数密度，这表明这两类源是由类似的过程进行调节。将这种关系扩展到更高的红移，我们表明，EGRB的大小和形状以上~10 GeV的自然再现与这个特殊的例子，一个快速发展的TeV耀变体光度函数。
2012-05-09 astro-ph.CO astro-ph.HE
Gamma-rays from Blazars and the Extragalactic Background Light
最近对耀变体的高能（HE，0.1-100 GeV）和甚高能（VHE，>0.1 TeV）观测提供了对弥漫的河外背景光（EBL）的强度和光谱的重要限制，揭示了其主要来源。然而，仍有一些问题尚未解决，特别是在中红外和远红外波段以及多TeV能量的blazar辐射。本文综述了伽玛射线电子束层研究的观测和理论进展，以及未来最有前途的改进，主要是从多TeV范围内的光谱。
2013-09-03 astro-ph.CO astro-ph.HE
The Gamma Ray Opacity of the Universe -- Indirect Measurements of the Extragalactic Background Light
对河外背景光（EBL）强度的间接限制是由最近对河外源发射亚TeV到多TeV光子的研究提供的。这些约束是由于通过伽马-伽马相互作用的对产生，来自EBL（UV/光学/IR）的软光子对伽马射线的吸收而提供的。本文概述了最近的结果，导致大大降低了EBL强度的不确定性在很宽的波长范围从0.1到15微米。
2014-11-05 astro-ph.CO astro-ph.HE
TeV Dark Matter Searches in the Extragalactic Gamma-Ray Sky
来自天体物理靶的高能γ射线是研究重粒子暗物质湮灭或衰变的独特探针。几十年后，不同的零检测导致DM粒子质量的TeV规模的强约束。虽然伽马射线的特征预计是普遍的，从不同的目标，天体物理起源的不确定性强烈影响和削弱的限制。同时，伪信号可能源自非DM相关过程。在河外天空中寻找DM的许多伽马射线目标在控制这些不确定性并最终实现明确的DM检测方面发挥着至关重要的作用。最近，通过使用来自各种仪器的数据和在广泛的γ射线能量范围内对不同目标的TeV DM候选者进行组合分析已经取得了很大的进展。这些办法不仅使现有数据得到最佳利用，提高了灵敏度，而且还有助于消除与目标和仪器有关的不确定性。这篇评论收集了迄今为止使用星载费米大面积望远镜，地基成像大气切伦科夫望远镜和高海拔水切伦科夫伽马射线天文台（HAWC）在河外天空进行的所有搜索。我们讨论了不同的目标类，并提供了迄今为止所有分析的完整列表。
2022-09-13 astro-ph.CO astro-ph.HE
GeV-TeV $γ$-ray energy spectral break of BL Lac objects
在本文中，我们汇编了43 BL Lac天体的甚高能和高能谱指数。基于一个简单的数学模型，$ΔΓ_{obs}=α{\rm{z}}+β$，我们提出了证据的起源所观察到的光谱中断，这是由所观察到的甚高能量和高能量的光谱指数，$ΔΓ_{obs}$之间的差异表示。通过线性回归分析发现，$α\ne 0$和$β\ne 0$。这些结果表明，河外背景光衰减和内禀曲率对BL Lac天体的GeV-TeV $γ$射线能谱突变起主导作用。我们认为河外背景光的衰减是观测到的光谱突变红移演化的唯一解释。
2018-08-01 astro-ph.HE
Extragalactic star-forming galaxies with hypernovae and supernovae as high-energy neutrino and gamma-ray sources: the case of the 10 TeV neutrino data
根据最新的IceCube数据，我们讨论了从超新星和超新星进入宇宙的宇宙射线能量输入的含义，以及它们在宿主星系和星系团或星系群中的传播。在这些环境中的磁约束可能会导致有效的$pp$碰撞，导致扩散中微子光谱从PeV延伸到10 TeV的能量，光谱和通量水平与IceCube最近报道的兼容。如果10 TeV的中微子扩散背景主要来自于这样的CR库，那么相应的扩散γ射线背景应该与最近的\textit{Fermi}数据相一致。在这种情况下，来自超新星的CR能量输入应该占主导地位，这意味着如果超新星能量预算是超新星能量预算的两倍，那么星暴假设就不成立。因此，在不久的将来，这种强有力的情况可能得到支持或排除。
2015-04-24 astro-ph.HE hep-ph
Stochastic conversions of TeV photons into axion-like particles in extragalactic magnetic fields
遥远宇宙源发射的极高能量光子在传播过程中被河外背景光（EBL）吸收。这种效应可以用地球上的光子传递函数来表征。河外磁场的存在也可能导致高能光子和假设的类轴子粒子（ALP）之间的转换。河外磁场的湍流结构将在这些转换中产生随机行为，导致随机磁场的不同实现的光子传递函数的统计分布。为了描述这种效应，我们推导出新的方程来计算该分布的均值和方差。我们发现，在ALP转换的存在下，在不同的视线上的光子传递函数可能有相关的偏差相对于平均值，产生增强或抑制在可观察到的光子通量相对于预期只有吸收。因此，与ALP混合的最引人注目的签名将是从TeV光子观测中重建的EBL密度，它似乎在天空的不同方向上变化：在某些地区与标准预期一致，但在其他地区不一致。
2009-12-03 astro-ph.CO astro-ph.HE hep-ph
TeV bayesian study of the extragalactic background light
针对河外背景光（EBL）光学波段测量异常，本研究提出完全贝叶斯框架分析VHE伽马射线能谱，消除内禀能谱模型选择任意性并边缘化仪器系统误差，利用STeVECat目录259个能谱给出了红移$z=0$处EBL能量密度的初步约束。
2023-04-03 astro-ph.CO astro-ph.HE
How far are the sources of IceCube neutrinos? Constraints from the diffuse TeV gamma-ray background
冰立方最近探测到的TeV-PeV中微子的几乎各向同性分布表明，它们来自我们银河系以外的距离，但由于缺乏与已知来源的任何联系，它们的距离在很大程度上是未知的。在本文中，我们建议，随着中微子的产生，累积的TeV伽马射线发射可以用来约束这些中微子源的距离，因为由于河外背景光（EBL）的吸收，TeV伽马射线的不透明度取决于这些TeV伽马射线已经走过的距离。由于\emph{Fermi}测量到的河外TeV背景比预期的与冰立方中微子相关的累积通量弱得多，如果冰立方中微子的来源对TeV伽马射线是透明的，那么大多数的冰立方中微子必须来自大于TeV伽马射线视界的距离。我们发现80%以上的冰立方中微子应该来自红移为$z>0.5$的源。因此，找到与冰立方中微子相关的附近来源的机会很小。我们还发现，为了解释TeV γ射线发射约束下的中微子通量，中微子源密度的红移演化必须至少与宇宙恒星形成速率一样快。
2016-05-18 astro-ph.HE
Measurements and implications of cosmic ray anisotropies from TeV to trans-EeV energies
最近报告了关于所有能量的宇宙射线角分布的重要观测结果，对十年前对宇宙射线的看法提出了质疑。这些结果连同他们正在进行的解释总结在这篇评论文章中，涵盖了大规模和小规模的各向异性TeV能量的最高的。虽然银河系中的磁场长期以来一直被认为是一个外部数据印记准随机行走的粒子，从而塑造银河宇宙射线的角分布通过诱导的平均密度梯度，信息包含在TeV-PeV的能量范围内的角分布今天出现作为一个有前途的工具来推断局部磁场环境的一些属性。在最高能量下，最近已经通过观测确定了粒子的河外起源。虽然到目前为止还没有发现超高能宇宙射线的离散源，但围绕着附近河外天体的绞索正在收紧，并讨论了一些前景。
2018-08-12 astro-ph.HE
Probing the extragalactic mid-infrared background with HAWC
河外背景光（EBL）包含了恒星和致密天体自复合时代以来由核过程和吸积过程发射的全部辐射。直接测量EBL密度是具有挑战性的，特别是在近红外到远红外波段，主要是由于黄道光前景。相反，伽马射线天文学提供了一种可能性，通过研究遥远耀变体的甚高能量（VHE：$>$ 100 GeV）光谱中伽马射线吸收的影响，间接地对EBL设定限制。高海拔水切伦科夫伽马射线天文台（HAWC）是少数对能量超过10 TeV的伽马射线敏感的仪器之一。这提供了探测近/中IR区域中的EBL的机会：$λ$ = 1 $μ$ m - 100 $μ$ m。在这项研究中，我们适合物理激发的排放模型费米大面积望远镜（LAT）的GeV数据外推的本征TeV光谱的耀变体。然后，我们模拟了大量的吸收光谱不同的随机生成的EBL模型形状和计算贝叶斯可信带的EBL强度空间的比较和测试的吸收光谱和HAWC河外观测的两个耀变体之间的协议。得到的频带与当前EBL下限和上限一致，显示出在先前测量中也观察到的朝向更高波长值$λ>10\, μ$ m的下降趋势。
2022-04-27 astro-ph.HE
A new look at the extragalactic Very High Energy sky: searching for TeV-emitting candidates among the X-ray bright, non-Fermi detected blazar population
本研究基于第5版ROMABZCAT耀变体样本，对比4FGL探测与未探测源的多波长特性，利用X射线与TeV流量的相关性筛选出一批潜在TeV辐射候选体，为切伦科夫望远镜后续观测提供目标。
2024-10-23 astro-ph.HE
Enhancing the Spectral Hardening of Cosmic TeV Photons by Mixing with Axionlike Particles in the Magnetized Cosmic Web
大规模的河外磁场可能会引起极高能量光子和类轴子粒子（ALP）之间的转换，从而屏蔽光子，使其不被河外背景光吸收。然而，在简化的“细胞”模型中，迄今为止用于表示河外磁场，这种机制将被当前的天体物理边界强烈抑制。在这里，我们考虑一个最近的模型，河外磁场从大尺度宇宙学模拟。这种模拟的磁场在物质的细丝中会有很大的增强。因此，光子-ALP转换将对宇宙TeV光子产生显著的光谱硬化。这种效应将被即将到来的切伦科夫望远镜阵列探测器探测。这种可能的探测将提供一个独特的机会，用ALP对磁化的宇宙网进行断层扫描。
2017-09-06 astro-ph.CO astro-ph.HE hep-ph
Study of Blazar activity in 10 year Fermi-LAT data and implications for TeV neutrino expectations
耀变体是最活跃的河外伽马射线源。它们显示出零星的活动，持续数小时至数月。在这项工作中，我们提出了一个10年的分析样品的费米-LAT（100兆电子伏- 300 GeV）检测到的明亮的来源。使用2周的分箱光变曲线（LC），我们估计占空比（DC）：光源处于活动状态的时间分数。当考虑（或不考虑）河外背景光（EBL）时，这些天体呈现不同的DC值，平均值为$22.74\%$和$23.08 \%$。此外，我们研究了所谓的“耀变体序列”的趋势，在十年的数据选择耀变体的样本。这种分析限制了一个可能的对应物的子PeV中微子发射在静止状态下，留下的可能性来解释观测到的IceCube信号在耀斑状态。
2021-02-25 astro-ph.HE
The extragalactic background light, the Hubble constant, and anomalies: conclusions from 20 years of TeV gamma-ray observations
地面观测站从耀变体中收集0.2 - 20 TeV的伽马射线已经有大约20年了。这些伽马射线由于与河外背景光（EBL）的相互作用而沿着视线被吸收。在本文中，我们表明，伽马射线光学深度可以减少到卷积产品的EBL内核与EBL强度，假设一个特定的形式为EBL的演变。我们从迄今为止收集的耀变体的TeV光谱中提取吸收信号，并揭示了从中紫外到远红外的宽带EBL光谱。这一光谱与星系的累积辐射非常一致，限制了未解决的源种群。我们提出了一个数据驱动的估计的哈勃常数的基础上比较本地和伽马射线测量的EBL。在对四个TeV耀变体的红移设定严格的上限后，我们研究了样本中的106个伽马射线光谱，没有发现异常的显著证据。本征TeV谱并不比GeV谱硬，在最高的光学深度处没有可见的谱上弯。最后，我们研究了由于洛伦兹不变性破坏对创建阈值的修改。轻微的过量使我们无法排除普朗克能量的影响，我们第一次将修正的能量尺度限制在大于普朗克能量的60%。
2015-09-01 astro-ph.CO astro-ph.HE gr-qc
The possibility of multi-TeV secondary gamma rays from GRB221009A
针对GRB221009A多TeV伽马射线通量异常高的问题，提出其可由视线方向宇宙线相互作用产生的次级射线解释，支撑了GRB喷流可加速宇宙线至10 EeV以上的观点。
2025-06-13 astro-ph.HE
Extragalactic photon--axion-like particle oscillations up to 1000 TeV
类轴子粒子（Axion-like particles，ALP）正吸引着越来越多的兴趣，因为它们是基本粒子物理学标准模型的许多扩展，特别是超弦和超膜的预测。值得注意的是，取决于它们的参数空间的设置，它们强烈地增加了极高能带中的光子透明度。最近发现的光子色散的CMB需要一个实质性的修改以前的图片：这确实是本文件的目标。我们精确地计算了从一个耀变体到我们的光子存活概率，并绘制了7个模拟耀变体在不同$z$和4个模型参数值下的光子存活概率与观测能量的关系。我们的预测可以通过新一代的$γ$射线天文台进行测试，如CTA，HAWC，Gamma-400，LHAASO，TAIGA-HiSCORE和HERD。最后，对于我们推测的$m_a$和$g_{γγa}$值，我们的ALP可以在DESY的ALPS II升级、计划的实验IAO、STAX和ABRACADABRA以及其他技术中检测到。
2019-07-22 astro-ph.HE hep-ph
The Cosmological Impact of Luminous TeV Blazars II: Rewriting the Thermal History of the Intergalactic Medium
宇宙对河外极高能伽马射线（VHEGRs，E>100 GeV）是不透明的，因为它们在河外背景光上湮灭并成对产生。由此产生的超相对论对被假定为通过CMB光子的逆康普顿散射而损失能量。在Broderick等人（2011年，这三篇论文系列的第一篇）中，我们认为超相对论对束中强大的等离子体不稳定性会局部耗散TeV产生的对的动能，加热星系际介质（IGM）。在这里，我们探讨这种加热后的IGM的热历史的影响。我们整理所观察到的河外VHEGR源，以确定一个本地VHEGR加热率和纠正的VHEGR观测使用费米观测的高和中间峰值BL湖的指向性。由于本地河外VHEGR流量占主导地位的TeV耀变体，我们绑TeV耀变体的光度密度的类星体的光度密度，并产生一个VHEGR加热率作为红移的函数。这种加热在z<~4时是相对均匀的，在较高的红移处（z~6处的阶数单位），空间变化增加。这种新的加热过程在低红移处占主导地位，TeV耀变体加热的加入定性和定量地改变了IGM的结构和历史。TeV耀变体产生均匀的体积加热率，足以使平均密度IGM的温度增加近一个数量级，并且在低密度时增加更多，自然产生由Ly-alpha森林的观测推断的倒置状态方程，这一特征难以与标准再电离模型相协调。最后，我们结束了讨论的可能性，检测这种热的低密度IGM，但发现这种测量是目前不可行的。（节略）
2012-05-09 astro-ph.CO astro-ph.HE
Can winds driven by active galactic nuclei account for the extragalactic gamma-ray and neutrino backgrounds?
各种观测显示，活动星系核中广泛存在着与相对论喷流不同的快速而强大的风，这些风可能是从吸积盘发射的，并与宿主星系的气体发生强烈的相互作用。在相互作用期间，预计会形成强烈的冲击，可以将非热粒子加速到高能量。这种风被认为是造成大部分观测到的GeV-TeV范围内的河外伽马射线背景（EGB）和PeV范围内的弥散中微子背景的原因，通过前向激波加速的质子与环境气体之间的非弹性$pp$碰撞产生的中性和带电π介子的衰变。然而，以前的研究并没有适当地考虑到绝热损失等过程，这些过程可能会显着减少伽马射线和中微子通量。我们评估生产的伽马射线和中微子的活动星系核驱动的风在一定程度上详细模拟其流体动力学和热演化，包括其两个温度结构的影响。我们发现，他们只能占不到$\sim 30$ %的EGB流量，否则该模型将违反独立的上限来自扩散各向同性的伽玛射线背景。如果中微子谱指数随着$Γ\gtrsim 2.2$而变陡，那么只要风在$10-100$ TeV范围内对冰立方中微子通量的贡献超过$20$ %，就会出现与各向同性伽马射线背景的严重张力。然而，在能量$\gtrsim100$ ~TeV，我们发现，冰立方中微子流量可能仍然是由活动星系核驱动的风，如果光谱指数是小的$Γ\sim2.0-2.1$。伽马射线点源的可探测性也对这种情况提供了重要的限制。
2018-04-16 astro-ph.HE
Deciphering Contributions to the Extragalactic Gamma-Ray Background from 2 GeV to 2 TeV
银河系外的天体物理源，如活动星系核和恒星形成星系，在伽马射线天空中留下了几乎各向同性的辐射，称为河外伽马射线背景（EGB）。虽然这些光源中最亮的可能被单独分辨，但它们较暗的对应物则是分散的。在这项工作中，我们使用最近开发的分析方法，称为非泊松模板拟合，长达93个月的公开数据从费米大面积望远镜，以确定组成EGB的点源的属性。这种分析利用光子计数统计来探测这些源种群的聚集特性，这些源种群低于已公布的目录的灵敏度阈值。我们测量的源计数分布和点源强度，作为能量的函数，从2 GeV到2 TeV。我们发现，EGB是占主导地位的点源，可能耀变体，在所有七个能源子箱考虑。这些结果的解释冰立方的PeV中微子，这可能是来自源，有助于EGB的非耀变体的组成部分的影响。此外，我们评论未来的TeV天文台，如切伦科夫望远镜阵列的影响。我们提供的天空图显示了最有可能包含这些新来源的位置，在低（< 50 GeV）和高（> 50 GeV）的能量，用于未来的观测和互相关研究。
2017-01-11 astro-ph.CO astro-ph.GA astro-ph.HE
ELMAG: A Monte Carlo simulation of electromagnetic cascades on the extragalactic background light and in magnetic fields
介绍了一个模拟高能光子和电子与河外背景光相互作用引发电磁级联的蒙特卡罗程序。电子对产生和逆康普顿散射的EBL光子以及同步辐射损失和偏转的荷电分量在河外磁场（EGMF）的模拟包括。为了减少二次粒子数和提高计算速度，对叶栅发展过程进行了加权采样。作为最终结果，模拟程序提供了能量，观察角度，和时间延迟的次级级联粒子在当前的时代。可能的应用是TeV耀变体的研究和EGMF对其光谱的影响，或计算来自高能宇宙射线或暗物质对弥漫的河外伽马射线背景的贡献。作为一个例子，我们提出的结果偏转和时间延迟相关的EGMF的限制的推导。
2012-01-11 astro-ph.HE
Gamma-ray cosmology and fundamental physics with TeV blazars: results from 20 years of observations
TeV耀变体的伽马射线已经被地面实验探测了二十多年。我们已经收集了最广泛的档案光谱从这些来源，以限制宇宙学距离的影响伽马射线传播的过程。我们讨论了我们的结果扩散光子场，填充宇宙，称为河外背景光，宇宙的膨胀率，和基本物理的形式轴子粒子和洛伦兹不变性破坏。具体来说，我们提出了从0.26到105微米的伽玛射线观测构建的河外背景光的光谱，我们测量的哈勃常数的值与其他估计兼容，我们约束的能量尺度洛伦兹不变性破坏影响伽玛射线吸收的河外背景光大于百分之六十的普朗克尺度。
2015-08-25 astro-ph.CO astro-ph.HE gr-qc
Introduction to extragalactic sources of very high-energy photons
费米伽马射线太空望远镜和成像空气切伦科夫望远镜H.E.S.S.的发射，MAGIC和VERITAS在过去的十年里极大地改变了我们对伽马射线源的认识。银河系外的伽马射线天空充满了耀变体，它们是活动的星系核，其喷流指向我们。此外，还有射电星系、星暴和螺旋星系，以及伽马射线暴，尽管数量较少。星系团还没有在伽马射线中被观测到。在这里，我将介绍不同的伽马射线发射过程，并回顾它们可能告诉我们这些物体和潜在的加速机制。除了研究这些迷人的天体，来自耀变体的TeV伽马射线探测了宇宙的完整恒星形成历史。TeV耀变体光谱的研究可能会为我们提供星系际磁场的见解，或者，可能会导致我们推断存在一种新的机制，加热星系际介质在后期（红移z<3），并影响莱曼α森林和后期结构的形成。TeV的伽马射线辐射也可能使我们能够探测基本物理学，如时空结构。
2013-08-29 astro-ph.CO astro-ph.HE
Extragalactic source population studies at very high energies in the Cherenkov Telescope Array era
切伦科夫望远镜阵列（CTA）是下一代地面$γ$射线天文台。相对于当前的成像大气切伦科夫望远镜（IACT），它将提供更高数量级的灵敏度和更大的能量覆盖范围（20 GeV - 300 TeV）。尽管IACT具有出色的灵敏度，但其特征在于有限的视场，这使得对新来源的盲目搜索非常低效。幸运的是，$\textit{Fermi}$ -LAT合作最近发布了一个新的目录，其中包含了大面积望远镜（LAT）在其运行的前7年中在10 GeV - 2 TeV范围内探测到的1，556个源（3FHL目录）。这个星表是目前最合适的描述天空，将积极访问CTA。在这里，我们讨论了一个详细的分析河外源人口（主要是耀变体），将在不久的将来研究CTA。该分析基于根据预期阵列配置和3FHL目录中报告的信息构建的模拟。这些结果表明CTA将在河外TeV源群研究方面提供改进，这些研究将由重点科学项目和专门的提案进行。
2017-09-12 astro-ph.CO astro-ph.HE astro-ph.IM
Constraining blazars distances with combined GeV and TeV data
最近，一种新的方法来约束的距离blazar与未知的红移使用组合观测在GeV和TeV制度已经发展。基本的假设是，通过光子-光子相互作用校正了河外背景光（EBL）对TeV光子的吸收的甚高能（VHE，E > 100 GeV）光谱仍然应该比费米/LAT观测到的伽马射线光谱更软。所发现的约束条件与实际红移之间存在一个简单的线性关系，这种关系已被用来推断耀变体的未知或不确定的距离。用TeV和GeV波段的最新光谱对样本进行了修正，并将该方法应用于VHE探测到的未知距离blazar PKS 1424+240。
2011-11-03 astro-ph.HE
Probing the extragalactic background light with H.E.S.S
最近，H.E.S.S. S探测到耀变体伽马射线谱中的宇宙背景印记。和费米-LAT，开辟了在宇宙学尺度上研究伽马射线传播的道路。这篇论文讨论了目前对河外背景光（EBL）的限制，增加在TeV能量下检测到的耀变体的收集的努力，以及下一代仪器科学案例的关键部分：伽马射线宇宙学。
2013-09-23 astro-ph.CO astro-ph.HE
Elemental cosmic ray spectra reveal two populations of Galactic sources and an immediate transition to an extragalactic component after the knee
Institute for Nuclear Research of the Russian Academy of Sciences（俄罗斯科学院核物理研究所）
基于DAMPE、LHAASO等实验的精确测量，将元素宇宙线能谱分解为低能银河系成分（凸谱形，TeV膝后消失）、高能银河系成分（包含PeV膝）和河外成分三个组分，解释了能谱中的膝和踝特征。
2026-09-03 astro-ph.HE
Lower limit on the strength and filling factor of extragalactic magnetic fields
耀变体发出的高能光子与河外背景光子相互作用可以引发电磁对级联。这种级联的带电分量被河外磁场（EGMF）偏转和延迟，从而减少了观测到的点状通量，并可能导致在GeV能量范围内的多角度图像。我们使用蒙特卡罗模拟计算了1 ES 0229+200在不同EGMF分布下的通量。费米-LAT没有观测到1 ES 0229+200，这表明EGMF至少占据了60%的空间，其场强超过{ \cal O}（10^{-16}-10 ^{-15}）G，TeV活动的寿命为{ \cal O}（10 ^2 - 10 ^4）年。因此，（非）观测的GeV扩展TeV耀变体周围的探头EGMF的空隙，并把强有力的限制EGMF的起源：EGMF产生的空间填充方式（如primordially）或EGMF产生的本地（如星系）必须有效地运输，以填补一个显着的体积分数，如银河系外流。
2010-10-28 astro-ph.CO astro-ph.HE
Contribution to the extragalactic neutrino background from dense environment of GRB jets
长伽马射线暴（GRB）是目前确认的粒子加速到相对论能量的站点，由于观测到的伽玛射线发射在GeV-TeV的能量范围。我们考虑的情况下，加速电子的机制也负责加速强子在伽玛射线暴喷流多PeV的能量。由于长伽马射线暴的前身是仍然沉浸在密集的星团中的大质量恒星，这些强子在逃离喷流后可以有效地与物质相互作用。我们从强子与伽玛暴周围巨大云团物质的相互作用中计算了中微子的光谱。这些中微子形成余辉的时间尺度取决于它们在云中的扩散时间尺度。由于这种长时间的延迟，它们与任何特定的伽玛射线暴的识别是不可能的。我们估计的贡献中微子从这样的余辉河外中微子背景最近报道的冰立方天文台。
2022-01-28 astro-ph.HE
Degree-scale GeV "jets" from active and dead TeV blazars
我们发现，图像的TeV耀变体在GeV的能量带应该包含，随着点样源，度尺度的喷气式扩展。这些GeV的扩展是由TeV伽马射线与河外背景光相互作用引发的电磁级联以及级联电子/正电子在河外磁场（EGMF）中偏转的结果。利用蒙特卡罗模拟，我们研究了TeV耀变体的GeV波段模拟图像的度标度扩展的光谱和时间特性。我们表明，这种度尺度扩展的亮度分布可以用来推断在过去的1E7年，即在一个时间尺度相当于父活动星系核的寿命的主TeV伽马射线源的光变曲线。这意味着度尺度的喷流类GeV的排放不仅可以在已知的活跃TeV blazar附近检测到，而且可以从“TeV blazar残余物”中检测到，这些残余物的中央发动机在一千万年前关闭。由于GeV "喷流"的亮度分布取决于EGMF的强度和结构，它们的观测提供了关于EGMF的额外信息。
2012-04-17 astro-ph.CO astro-ph.HE
Probing the Extragalactic Cosmic Rays origin with gamma-ray and neutrino backgrounds
GeV-TeV的γ射线和PeV-EeV的中微子背景提供了一个独特的窗口的超高能宇宙射线（UHECR）的性质。我们讨论了最近的费米-LAT数据的河外伽玛射线背景（EGB）和相关的估计点源的贡献，以及冰立方中微子数据的起源的UHECR的影响。我们计算宇宙成因的$γ$ -射线和中微子在UHECR传播过程中产生的扩散通量，并推导出UHECR源的可能的宇宙学演化的约束。特别是，我们表明，混合成分的情况下，这是在协议（一）俄歇测量的能谱和成分的最高能量和（ii）脚踝状的功能，在光分量中检测到的KASCADE-格兰德，是兼容的费米-LAT测量和与当前的IceCube限制。
2017-07-04 astro-ph.HE
EGMF Constraints from Simultaneous GeV-TeV Observations of Blazars
TeV的伽马射线通量从遥远的耀变体通过对生产与河外背景光的衰减导致电磁级联和随后的发展，较低的能量，GeV的二次伽马射线发射。由于VHE级联电子的偏转由河外磁场（EGMF），该到达级联伽马射线发射的光谱形状取决于EGMF的强度。因此，从耀变体的GeV-TeV发射的光谱形状有可能探测EGMF强度沿视线的对象。我们调查的EGMF来自耀变体的TeV观测同时与费米望远镜的观测报告的约束。我们研究的依赖性的EGMF上界的隐藏的假设，它取决于。我们选择耀变体对象，同时费米/LAT GeV和Veritas，MAGIC或HESS TeV的排放已公布。我们使用蒙特卡罗模拟，包括级联光子引起的时间延迟的计算，相对于从源的直接伽马射线的光传播时间，沿这些源的伽马射线束的电磁级联的发展建模。对EGMF的限制可以从耀变体RGB J 0710 +591，1 ES 0229+200和1 ES 1218+304上同时获得的GeV-TeV数据中得出。测量的源通量水平在GeV波段是低于预期的级联组件下计算的零EGMF的假设。假设级联分量被抑制的原因是级联辐射的扩展性质，我们发现B>10^{-15} G（假设EGMF相关长度为~1 Mpc）与数据一致。或者，假设级联发射的抑制是由级联光子的时间延迟引起的，则在相同的关联长度下，数据与B>10^{-17} G是一致的。
2011-04-11 astro-ph.HE
Multi-TeV photons from GRB 221009A: uncertainty of optical depth considered
据报道，大型高空空气簇射天文台（LHAASO）从GRB 221009 A中观测到数千个高达$\sim$ 18 TeV的甚高能量光子。我们通过考虑这些光子被河外背景光吸收的事实来研究它们的存活率。通过一组$10^6$蒙特卡罗模拟，我们探索了当前观测所允许的参数空间，并估计了预测LHAASO从GRB 221009 A中探测到至少一个18 TeV光子的概率。我们发现，在$3.5σ$置信区间内，标准物理与18TeV光子的观测结果是一致的。我们的研究方法可以直接推广到研究更多的数据集的LHAASO和其他实验在未来。
2023-01-29 astro-ph.HE
Vela as the Source of Galactic Cosmic Rays above 100 TeV
考虑到局域超泡和各向异性扩散的影响，我们模拟了最近的年轻超新星残留Vela对局域宇宙线通量的贡献。这个源在宇宙线膝附近能量区的主要贡献可以自然地解释观测到的单个核群的通量及其总通量。加上前面提出的2- 300万年历史的本地CR源的CR通量，这两个本地源的合并通量可以很好地描述200 GeV到向河外CR跃迁的整个能量范围内的CR谱。
2018-12-09 astro-ph.HE
Extragalactic TeV Photons and the Zero-point Vibration Spectrum Limit
本文提出用零点振动谱截断（约7.4 TeV）解释河外高能伽马射线的异常透明性，并引入无奇点的5维绝对平行论，用大特征长度L统一解释该截断与普朗克长度的起源。
2023-11-30 astro-ph.HE gr-qc hep-ph
The Very High Energy Sky from ~20 GeV to Hundreds of TeV - Selected Highlights
经过近十年的运行，大气切伦科夫望远镜的三个主要阵列彻底改变了我们对甚高能宇宙的看法，揭示了100多种不同类型的来源。MAGIC由两台17米直径的望远镜组成，安装在加那利群岛的La Palma，VERITAS由四台12米望远镜组成，安装在美国亚利桑那州南部，主要探索河外天空，那里的大多数来源是活动星系核，γ射线发射源于其相对论喷流。......与H.E.S.S.的这些观察结果的重点，MAGIC和VERITAS在会议上进行了介绍和讨论。
2015-10-02 astro-ph.HE
Probing the Extragalactic Cosmic Rays origin with gamma-ray and neutrino backgrounds
GeV-TeV的γ射线和PeV-EeV的中微子背景提供了一个独特的窗口的超高能宇宙射线（UHECR）的性质。我们讨论了最近的费米-LAT数据的河外伽玛射线背景（EGB）和相关的估计点源的贡献，以及冰立方中微子数据的起源的UHECR的影响。我们计算宇宙成因的$γ$ -射线和中微子产生的UHECR的扩散通量，并推导出可能的宇宙学演化的UHECR源的约束。特别是，我们表明，在\citet{Globus2015b}中考虑的混合组合物的情况下，这是在协议（i）俄歇测量的能谱和组成的最高能量和（ii）脚踝状的功能，在光组件中检测到的卡斯卡德-格兰德，是兼容的费米-LAT测量和与当前的IceCube限制。我们还讨论了未来实验的可能性，以检测相关的宇宙成因中微子和进一步限制的UHECR模型，包括可能的次主导UHECR质子源。
2017-04-03 astro-ph.HE
Axion-Photon Conversion of LHAASO Multi-TeV and PeV Photons
大型高海拔空气簇射天文台（LHAASO）报告了大量多TeV尺度光子事件的探测，其中包括几个PeV尺度的伽马射线光子事件，能量高达1.4 PeV。其中一些事件可能起源于银河系外的可能性尚未排除。在这里，我们提出了一个机制，非常高的能量（VHE）和超高能（UHE）光子的轴子光子转换的情况下，它允许河外的阈值以上的光子被地球上的观测者检测到的基础上旅行。我们发现，轴子-光子转换可以作为一种替代机制，除了阈值异常由于洛伦兹不变性破坏，新观察到的伽马射线暴GRB 221009 A的非常高的能量特征。
2023-01-06 astro-ph.HE gr-qc hep-ph
Deriving the contribution of blazars to the Fermi-LAT Extragalactic $γ$-ray background at $E>10$ GeV with efficiency corrections and photon statistics
费米大面积望远镜（LAT）合作组织最近发布了第三个硬费米LAT源目录（3FHL），其中包含1556个10 GeV以上的源，并有7年的Pass 8数据。我们研究了银河系纬度$|b|>20^{\circ}$的3FHL源的源数分布，其中的源主要是耀变体。我们使用两种互补的技术：1）源探测效率校正方法和2）像素光子计数统计与1点概率分布函数（1 pPDF）的分析。与第一种方法，使用现实的$γ$射线天空的蒙特卡罗模拟，我们计算的LAT检测点源的效率。这使我们能够找到光子通量下降到$7.5\times10^{-12}$ ph cm $^{-2}$ s $^{-1}$时的本征源计数分布。利用该方法，我们检测到在$(3.5\pm0.4) \times 10^{-11} \mathrm{ph}\,\mathrm{cm}^{-2}\mathrm{s}^{-1}$处的通量中断，其显著性至少为$5.4 σ$。间断点上方和下方的源计数分布的幂律指数分别为$2.09\pm0.04$和$1.07\pm0.27$。该结果用1 pPDF方法证实，其灵敏度达到$\sim10^{-11}$ ph cm $^{-2}$ s $^{-1}$。在我们分析的灵敏度之上积分导出的源计数分布，我们发现河外$γ$射线背景的$(42\pm8)\%$起源于耀变体。
2021-12-06 astro-ph.HE
