耀变体1ES 0229+200的GeV强伽玛射线辐射

利用次级伽玛射线辐射模型解释耀变体1ES 0229+200的GeV强伽玛射线辐射.在该模型中,源内初级光子和源外次级光子都对观测到的高能伽玛射线辐射有贡献.假定一个合适的电子能谱和星际磁场(IGMF),获得了耀变体1ES 0229+200的能谱.研究结果表明:GeV强伽玛射线辐射来源于正负电子对(e±)散射宇宙微波背景(CMB)光子产生的次级伽玛射线.     

TeV耀变体的高能伽玛射线辐射研究

基于双幂率电子谱,考虑了源内极端相对论性电子的逆康普顿散射过程和源外极端相对论性质子与背景光子相互作用(pγ相互作用)对高能伽玛射线辐射能谱的贡献。结合Fermi-LAT最新的观测结果,假定一个合理的电子谱和质子谱,将模型应用于TeV耀变体PKS 2155-304宁静态下的多波段辐射能谱。研究结果表明,上述过程能产生PKS 2155-304宁静态下的多波段辐射能谱,且pγ相互作用产生的次级辐射对高能伽玛射线能谱有明显的贡献。     

TeV耀变体

地面切仑科夫望远镜阵列(IACTs)与空间费米大面积望远镜(Fermi-LAT)的协同观测,推动了耀变体高能辐射的研究,特别在耀变体的宽线区结构(BLR)、喷流的物质组成、粒子加速、辐射过程、以及高能宇宙射线起源等方面取得新进展.同时,耀变体产生的TeV伽马射线和极高能粒子在传播过程中会与河外背景光(EBL)、微波背景(CMB)及星际磁场(IGMF)发生作用,可以用TeV耀变体研究河外背景光及星际磁场的强度,以及它对宇宙学的影响.本文中,我们简要介绍了TeV耀变体的观测设备、统计性质和相关的研究进展等内容.     

Blazars多波段辐射机制研究

基于均匀同步自康普顿模型,用双幂率电子谱分布对Fermi-LAT观测到的有高能辐射的TeV Blazar源Mark 421、3C 273、PKS 2155-304的辐射能谱进行计算,并考虑了河外背景光(EBL)的吸收,对谱形做了修正。计算结果与TeV Blazar源Mark 421、3C 273、PKS 2155-304宁静状态下的多波段准同时性观测结果符合得很好,由此得到TeV Blazar源宁静状态下喷流磁场、多普勒因子,电子数密度等几何参数和物理参数。     

伽玛射线暴的高能辐射

伽玛暴是宇宙中最剧烈的恒星级高能爆发现象,一般被认为产生于大质量恒星死亡(一些爆发时标长于2 s的伽玛暴在观测上被证实与一类特殊的超新星成协)或者双致密星(比如双中子星系统)并合(这类并合时标很短,可产生时标短于2 s的伽玛暴).工作在8 ke V–300 Ge V能段的Fermi伽玛射线空间望远镜自2008年升空工作之后,伽玛暴瞬时辐射和高能辐射研究取得了重要进展.本综述将介绍Fermi卫星在过去几年内关于伽玛暴领域的一些重要观测结果,并着重介绍这些观测对探索伽玛暴物理(伽玛暴外流体的光球辐射、磁化、Ge V高能辐射起源),特别是Fermi卫星大面积望远镜(LAT)的高能(100 Me V)辐射观测对限制伽玛暴初始速度/洛伦兹因子,限制宇宙河外背景光模型以及检验光速不变原理等方面的主要研究进展.     

活动星系核伽玛辐射流量的计算（英文）

基于伽玛射线辐射的幂律谱规律,讨论了将观测的伽玛辐射积分光子流量转换成γ辐射总流量、E GeV处流量密度、平均流量密度、总光度、平均光度及E GeV处光度的计算方法,并给出了详细计算公式.用得到的公式计算了4个Fermi Blazars的γ辐射流量、光度等参量.如果在其他波段（如：射电、X射线）的辐射也是幂律的,则其流量和光度也可以用类似的方法计算.     

TeV噪BlazarPKS2155-304中心双黑洞系统（英文）

PKS2155-304是一个典型的TeV源,在全波段都观测到光变.文章利用GeVγ辐射和X辐射观测资料确定GeVγ辐射的基本参量以及相关黑洞质量,利用光学光变周期分析中心双黑洞系统的结构参量,并利用TeV的光变时标确定TeV辐射的区域大小以及离中心的距离.从分析得到如下结论：①在中心有一个双黑洞系统,大黑洞的质量是80.8×107太阳质量,而次黑洞的质量为（3.35-5.20）×107太阳质量.该双黑洞系统的半轴和为（3.67-5.15）×1016cm.②GeVγ辐射的参量与因子来自于离中心黑洞（次黑洞）18～20斯瓦西半径处.GeVγ辐射的Doppler因子为0.31～0.45,视角为8.5°～9.4°.这里的两个值分别对应于不同的系数λ.③TeVγ辐射来自于距中心2.5～2.8斯瓦西半径处.     

2021年天文学热点回眸

回顾了2021年天文学领域取得的重大进展,盘点了一系列重大的成果和事件:在火星探测方面,多国探测器相继抵达火星并开展科学研究,"洞察号"首次揭秘火星内部构造;中国高海拔宇宙线观测站(LHAASO)观测到1.4 PeV能量的光子;"悟空号"取得氦核70 GeV至80 TeV能段的精确能谱;冰立方中微子天文台(IceCub...     

1ES 1959+650多波段辐射特性

利用含时轻强子混合模型,在重建1ES 1959+650多波段能谱的基础上,对各波段的光变曲线进行数值模拟.结果表明,质子注入光度的增加会使得GeV和TeV能段的流量同时增加,但不能导致TeV能段的孤立耀发,而MJD 56067观测到的1ES 1959+650在TeV能段的孤立耀发可以由注入质子截断能量的突然增加来解释.     

河外极高能宇宙线的起源

由于大型宇宙线探测器Pierre Auger,Telescope Array等的观测,极高能宇宙线(能量大于1018 e V的宇宙线)的研究取得了很大进展,包括探测到高能能谱变陡,与河外天体源的可能相关性,以及化学成分组成等.然而这些宇宙线的起源天体仍未知.本文将评述河外极高能宇宙线起源的候选天体,包括伽玛射线暴,活动星系核,巨超新星等.同时我们从多信使角度(包括高能中微子,伽玛光子的观测),探讨这些天体是河外极高能宇宙线起源天体的可能性.     

High-energy particle acceleration in the shell of a supernova remnant

A significant fraction of the energy density of the interstellar medium is in the form of high-energy charged particles (cosmic rays). The origin of these particles remains uncertain. Although it is generally accepted that the only sources capable of supplying the energy required to accelerate the bulk of Galactic cosmic rays are supernova explosions, and even though the mechanism of particle acceleration in expanding supernova remnant (SNR) shocks is thought to be well understood theoretically, unequivocal evidence for the production of high-energy particles in supernova shells has proven remarkably hard to find. Here we report on observations of the SNR RX J1713.7 - 3946 (G347.3 - 0.5), which was discovered by ROSAT in the X-ray spectrum and later claimed as a source of high-energy gamma-rays of TeV energies (1 TeV = 10(12) eV). We present a TeV gamma-ray image of the SNR: the spatially resolved remnant has a shell morphology similar to that seen in X-rays, which demonstrates that very-high-energy particles are accelerated there. The energy spectrum indicates efficient acceleration of charged particles to energies beyond 100 TeV, consistent with current ideas of particle acceleration in young SNR shocks.     

SU（3）简易群模型和直线对撞机上顶夸克对产生的自旋修正

在SU（3）简易群模型的框架下，研究了在直线对撞机上质心能量为800GcV时顶夸克对通过e^＋ e^→tt产生的自旋修正．结果表明新的规范玻色子ZH对t↑t↓ 态和 t↓t↑态的产生截面能产生明显的修正；当1TeV≤MZH≤2TeV和cosθ〈0时，相对修正参数的值R（t↑t↓ ）和（ t↓t↑）分别在18．16%-3．45％和47．6%-3．4%的范围．因而在大部分参数空间内，新的规范玻色子也对顶夸克对产生的自旋修正影响应该可以在未来的高能直线对撞机上被观测到．     

高能p(p-)碰撞过程中的光生SM Higgs玻色子

计算了LHC条件下,p(p-)以质心系能量为(s)=14TeV以及200TeV碰撞过程中的光生标准模型Higgs玻色子截面.结果表明,在此条件下,可以在质量区50～300GeV内测量到SM Higgs玻色子.     

Supernova--remnant origin of cosmic rays?

It is thought that Galactic cosmic-ray nuclei are gradually accelerated to high energies (up to about 300 TeV per nucleon, where 1 TeV is 10(12) eV) in the expanding shock waves connected with the remnants of powerful supernova explosions. However, this conjecture has eluded direct observational confirmation since it was first proposed in 1953 (ref. 3). Enomoto et al. claim to have finally found definitive evidence that corroborates this model, proposing that very-high-energy, TeV-range, gamma-rays from the supernova remnant (SNR) RX J1713.7-3946 are due to the interactions of energetic nuclei in this region. Here we argue that their claim is not supported by the existing multiwavelength spectrum of this source. The search for the origin(s) of Galactic cosmic-ray nuclei may be closing in on the long-suspected supernova-remnant sources, but it is not yet over.     

族事例中高能簇射的特征

研究了甘巴拉山厚铅乳胶室族事例中高能簇射的特征．给出了族中观测能量Ｅｒ（Ｅｈ）≥１０ＴｅＶ的高能ｒ簇射、强子簇射及退级联后的单个簇射与簇射团的能谱和能量加权横向扩展的分布．将实验结果同ＨＤＳＱＩ模型模拟的结果进行比较，结果表明，ＨＤＳＱＩ模型基本上能说明族中高能簇射的能谱及横向特征．     

利用宇宙线观测数据研究1～100TeV能区质子-空气非弹性作用截面

 提出一种在高海拔地区通过宇宙线大气簇射过程的数值模拟,结合地面探测器阵列对簇射事例的响应,确定了直达质子事例的判选标准和判选效率.通过分析直达质子事例率,测量了1～100 TeV能区质子-空气非弹性作用截面,并结合Glauber理论计算出1～100 TeV能区质子-质子作用总截面.     

大型强子对撞机上膺快度及能量估计研究

利用Mathematica软件研究了相对论重离子对撞中末态带电强子赝快度分布谱,并与大型强子对撞机(LHC)上2.76 TeV及5.02 TeV铅-铅(Pb+Pb)对撞实验数据进行拟合,编写数值算法程序抽取了最中心碰撞流体演化纵向膨胀加速度参数.为了研究纵向加速度效应及流体黏滞效应对夸克胶子等离子早期能量密度估计的影响,依据Bjorken能量密度估计模型,讨论了考虑黏滞效应修正的能量密度估计模型,发现黏滞效应会使对碰撞早期的能量密度估计增大.     

VLHC p(p-)碰撞过程中的光生SUSY Higgs玻色子

计算了VLHC条件下p(p-)碰撞在200TeV质心系能量下的SUSY中性Higgs玻色子A0,h0,H0的光生截面.结果表明此条件下Higgs玻色子可能被观测到.     

M87的TeV辐射光变

2005年第一次在M87中观测到TeV辐射爆发,分析表明TeV爆发的光变时标非常短且相对孤立.M87的喷流的视向倾角较大(～30?),是银河系外观测到的第一个非blazar类TeV源,这暗示着新的产生TeV辐射过程.考虑到TeV源有可能是产生于黑洞吸积盘上的等离子体云团,刚诞生的时候可能围绕中心黑洞作开普勒运动,本文在完全广义相对论框架下计算了这种情况下TeV辐射的光变.模型中不仅考虑了TeV源作开普勒运动的效应,还计算了轨道上不同点发出的TeV光子在到达无穷远处观测者的过程中被来自吸积盘上的软光子吸收的光深差异.计算表明TeV源的光变主要由不同轨道上的TeV光子的光深变化主导,TeV源作开普勒运动的效应基本可以忽略.在TeV源距离黑洞比较近的时候,随着黑洞自旋的增大光深显著减小,在黑洞自旋为零时,光深变化曲线明显不对称,TeV源越靠近黑洞这些效应越显著.