Measurement of the Crab Nebula Spectrum Past 100 TeV with HAWC
Measurement of the Crab Nebula Spectrum Past 100 TeV with HAWC
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DOI：
10.3847/1538-4357/ab2f7d
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发表时间：
2019-08-20
影响因子：
4.9
通讯作者：
Zhou, H.
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Abeysekara, A. U.;Albert, A.;Zhou, H.
我们提出了TeV的伽玛射线观测蟹状星云，地面伽玛射线天文学的标准参考源，使用的数据来自高海拔水切伦科夫（HAWC）伽玛射线天文台。在这个分析中，我们使用两个独立的能量估计方法，利用广泛的空气簇射变量，如核心位置，簇射角，和簇射横向能量分布。相比之下，以前公布的HAWC能谱粗略估计簇射能量，只有光电倍增管触发的数量。这种新的方法产生了一个大大改善的能量分辨率比以前的分析和扩展HAWC的能力，准确地测量伽马射线能量远远超过100 TeV。蟹状星云的能谱很好地符合对数抛物线形状（dN/dEf = phi（0）（E/7 TeV）（-alpha-beta）（ln（E/7 TeV））），发射量至少达到100 TeV。对于第一个估计器，即利用对横向分布函数的拟合来测量距簇射轴40 m的电荷密度的地面参数，最佳拟合值为phi（0）=（2.35 +/- 0.04（-0.21）（+0.20））× 10（13）（TeV cm（2）s）（-1），α = 2.79 +/- 0.02（-0.03）（+0.01），β = 0.10 +/- 0.01（-0.03）（+0.01）。对于第二个估计器，一个神经网络，使用核心周围的环中的电荷分布和其他变量，这些值是phi（0）=（2.31 +/- 0.02（-0.17）（+0.32））（TeV cm（2）s）（-1），α = 2.73 +/- 0.02（-0.02）（+0.03），β = 0.06 +/- 0.01 +/- 0.02。第一组不确定性是统计性的，第二组是系统性的。这两种方法产生兼容的结果。这些测量是迄今为止对伽马射线源的最高能量观测。
We present TeV gamma-ray observations of the Crab Nebula, the standard reference source in ground-based gamma-ray astronomy, using data from the High Altitude Water Cherenkov (HAWC) Gamma-Ray Observatory. In this analysis we use two independent energy estimation methods that utilize extensive air shower variables such as the core position, shower angle, and shower lateral energy distribution. In contrast, the previously published HAWC energy spectrum roughly estimated the shower energy with only the number of photomultipliers triggered. This new methodology yields a much-improved energy resolution over the previous analysis and extends HAWC's ability to accurately measure gamma-ray energies well beyond 100 TeV. The energy spectrum of the Crab Nebula is well fit to a log-parabola shape (dN/dEf = phi(0) (E/7 TeV)(-alpha-beta) (ln(E/7 TeV))) with emission up to at least 100 TeV. For the first estimator, a ground parameter that utilizes fits to the lateral distribution function to measure the charge density 40 m from the shower axis, the best-fit values are phi(0) =(2.35 +/- 0.04(-0.21)(+0.20)) x 10(13) (TeV cm(2) s)(-1), alpha = 2.79 +/- 0.02(-0.03)(+0.01), and beta = 0.10 +/- 0.01(-0.03)(+0.01). For the second estimator, a neural network that uses the charge distribution in annuli around the core and other variables, these values are phi(0) = (2.31 +/- 0.02(-0.17)(+0.32)) (TeV cm(2) s)(-1),alpha = 2.73 +/- 0.02(-0.02)(+0.03), and beta = 0.06 +/- 0.01 +/- 0.02. The first set of uncertainties is statistical; the second set is systematic. Both methods yield compatible results. These measurements are the highest-energy observation of a gamma-ray source to date.