GAMMA-RAY ACTIVITY IN THE CRAB NEBULA: THE EXCEPTIONAL FLARE OF 2011 APRIL

被引:135
作者
Buehler, R. [1 ,2 ]
Scargle, J. D. [3 ]
Blandford, R. D. [1 ,2 ]
Baldini, L. [4 ]
Baring, M. G. [5 ]
Belfiore, A. [6 ,7 ,8 ,9 ]
Charles, E. [1 ,2 ]
Chiang, J. [1 ,2 ]
D'Ammando, F. [10 ,11 ]
Dermer, C. D. [12 ]
Funk, S. [1 ,2 ]
Grove, J. E. [12 ]
Harding, A. K. [13 ]
Hays, E. [13 ]
Kerr, M. [1 ,2 ]
Massaro, F. [1 ,2 ]
Mazziotta, M. N. [14 ]
Romani, R. W. [1 ,2 ]
Parkinson, P. M. Saz [6 ,7 ]
Tennant, A. F. [15 ]
Weisskopf, M. C. [15 ]
机构
[1] Stanford Univ, Dept Phys, WW Hansen Expt Phys Lab, Kavli Inst Particle Astrophys & Cosmol, Stanford, CA 94305 USA
[2] Stanford Univ, SLAC Natl Accelerator Lab, Stanford, CA 94305 USA
[3] NASA, Div Space Sci, Ames Res Ctr, Moffett Field, CA 94035 USA
[4] Ist Nazl Fis Nucl, Sez Pisa, I-56127 Pisa, Italy
[5] Rice Univ, Dept Phys & Astron, Houston, TX 77251 USA
[6] Univ Calif Santa Cruz, Santa Cruz Inst Particle Phys, Dept Phys, Santa Cruz, CA 95064 USA
[7] Univ Calif Santa Cruz, Dept Astron & Astrophys, Santa Cruz, CA 95064 USA
[8] Univ Pavia, I-27100 Pavia, Italy
[9] INAF Ist Astrofis Spaziale & Fis Cosm, I-20133 Milan, Italy
[10] IASF Palermo, I-90146 Palermo, Italy
[11] INAF IRA Bologna, I-40129 Bologna, Italy
[12] USN, Div Space Sci, Res Lab, Washington, DC 20375 USA
[13] NASA, Goddard Space Flight Ctr, Greenbelt, MD 20771 USA
[14] Ist Nazl Fis Nucl, Sez Bari, I-70126 Bari, Italy
[15] NASA, George C Marshall Space Flight Ctr, Huntsville, AL 35812 USA
关键词
gamma rays: stars; ISM: supernova remnants; magnetic reconnection; magnetohydrodynamics (MHD); pulsars: individual (Crab); radiation mechanisms: non-thermal; LARGE-AREA TELESCOPE; FERMI-LAT OBSERVATIONS; PARTICLE-ACCELERATION; PULSAR WIND; HIGH-ENERGY; TERMINATION SHOCK; SPACE-TELESCOPE; VARIABILITY; EMISSION; SPECTRUM;
D O I
10.1088/0004-637X/749/1/26
中图分类号
P1 [天文学];
学科分类号
0704 ;
摘要
The Large Area Telescope on board the Fermi satellite observed a gamma-ray flare in the Crab Nebula lasting for approximately nine days in April of 2011. The source, which at optical wavelengths has a size of approximate to 11 lt-yr across, doubled its gamma-ray flux within eight hours. The peak photon flux was (186 +/- 6) x 10(-7) cm(-2) s(-1) above 100 MeV, which corresponds to a 30-fold increase compared to the average value. During the flare, a new component emerged in the spectral energy distribution, which peaked at an energy of (375 +/- 26) MeV at flare maximum. The observations imply that the emission region was likely relativistically beamed toward us and that variations in its motion are responsible for the observed spectral variability.
引用
收藏
页数:8
相关论文
共 56 条
  • [1] FERMI LARGE AREA TELESCOPE OBSERVATIONS OF TWO GAMMA-RAY EMISSION COMPONENTS FROM THE QUIESCENT SUN
    Abdo, A. A.
    Ackermann, M.
    Ajello, M.
    Baldini, L.
    Ballet, J.
    Barbiellini, G.
    Bastieri, D.
    Bechtol, K.
    Bellazzini, R.
    Berenji, B.
    Bonamente, E.
    Borgland, A. W.
    Bouvier, A.
    Bregeon, J.
    Brez, A.
    Brigida, M.
    Bruel, P.
    Buehler, R.
    Buson, S.
    Caliandro, G. A.
    Cameron, R. A.
    Caraveo, P. A.
    Casandjian, J. M.
    Cecchi, C.
    Charles, E.
    Chekhtman, A.
    Chiang, J.
    Ciprini, S.
    Claus, R.
    Cohen-Tanugi, J.
    Conrad, J.
    Cutini, S.
    de Angelis, A.
    de Palma, F.
    Dermer, C. D.
    Digel, S. W.
    do Couto e Silva, E.
    Drell, P. S.
    Dubois, R.
    Favuzzi, C.
    Fegan, S. J.
    Focke, W. B.
    Fortin, P.
    Frailis, M.
    Funk, S.
    Fusco, P.
    Gargano, F.
    Gasparrini, D.
    Gehrels, N.
    Germani, S.
    [J]. ASTROPHYSICAL JOURNAL, 2011, 734 (02)
  • [2] Gamma-Ray Flares from the Crab Nebula
    Abdo, A. A.
    Ackermann, M.
    Ajello, M.
    Allafort, A.
    Baldini, L.
    Ballet, J.
    Barbiellini, G.
    Bastieri, D.
    Bechtol, K.
    Bellazzini, R.
    Berenji, B.
    Blandford, R. D.
    Bloom, E. D.
    Bonamente, E.
    Borgland, A. W.
    Bouvier, A.
    Brandt, T. J.
    Bregeon, J.
    Brez, A.
    Brigida, M.
    Bruel, P.
    Buehler, R.
    Buson, S.
    Caliandro, G. A.
    Cameron, R. A.
    Cannon, A.
    Caraveo, P. A.
    Casandjian, J. M.
    Celik, O.
    Charles, E.
    Chekhtman, A.
    Cheung, C. C.
    Chiang, J.
    Ciprini, S.
    Claus, R.
    Cohen-Tanugi, J.
    Costamante, L.
    Cutini, S.
    D'Ammando, F.
    Dermer, C. D.
    de Angelis, A.
    de Luca, A.
    de Palma, F.
    Digel, S. W.
    do Couto e Silva, E.
    Drell, P. S.
    Drlica-Wagner, A.
    Dubois, R.
    Dumora, D.
    Favuzzi, C.
    [J]. SCIENCE, 2011, 331 (6018) : 739 - 742
  • [3] FERMI-LAT OBSERVATIONS OF THE GEMINGA PULSAR
    Abdo, A. A.
    Ackermann, M.
    Ajello, M.
    Baldini, L.
    Ballet, J.
    Barbiellini, G.
    Bastier, D.
    Baughman, B. M.
    Bechtol, K.
    Bellazzini, R.
    Berenji, B.
    Bignami, G. F.
    Blandford, R. D.
    Bloom, E. D.
    Bonamente, E.
    Borgland, A. W.
    Bregeon, J.
    Brez, A.
    Brigida, M.
    Brueli, P.
    Burnett, T. H.
    Caliandro, G. A.
    Cameron, R. A.
    Caraveo, P. A.
    Casandjian, J. M.
    Cecchi, C.
    Celik, Oe.
    Charles, E.
    Chekhtman, A.
    Cheung, C. C.
    Chiang, J.
    Ciprini, S.
    Claus, R.
    Cohen-Tanugi, J.
    Conrad, J.
    Dermer, C. D.
    de Palma, F.
    Dormody, M.
    do Couto e Silva, E.
    Drell, P. S.
    Dubois, R.
    Dumora, D.
    Edmonds, Y.
    Farnier, C.
    Favuzzi, C.
    Fegan, S. J.
    Focke, W. B.
    Fortin, P.
    Frailis, M.
    Furazawa, Y.
    [J]. ASTROPHYSICAL JOURNAL, 2010, 720 (01) : 272 - 283
  • [4] THE VELA PULSAR: RESULTS FROM THE FIRST YEAR OF FERMI LAT OBSERVATIONS
    Abdo, A. A.
    Ackermann, M.
    Ajello, M.
    Allafort, A.
    Atwood, W. B.
    Baldini, L.
    Ballet, J.
    Barbiellini, G.
    Baring, M. G.
    Bastieri, D.
    Baughman, B. M.
    Bechtol, K.
    Bellazzini, R.
    Berenji, B.
    Blandford, D.
    Bloom, E. D.
    Bonamente, E.
    Borgland, A. W.
    Bouvier, A.
    Bregeon, J.
    Brez, A.
    Brigida, M.
    Bruel, P.
    Burnett, T. H.
    Buson, S.
    Caliandro, G. A.
    Cameron, R. A.
    Caraveo, P. A.
    Carrigan, S.
    Casandjian, J. M.
    Cecchi, C.
    Celik, Oe
    Chekhtman, A.
    Cheung, C. C.
    Chiang, J.
    Ciprini, S.
    Claus, R.
    Cohen-Tanugi, J.
    Conrad, J.
    Dermer, C. D.
    de Luca, A.
    de Palma, F.
    Dormody, M.
    do Couto e Silva, E.
    Drell, P. S.
    Dubois, R.
    Dumora, D.
    Farnier, C.
    Favuzzi, C.
    Fegan, S. J.
    [J]. ASTROPHYSICAL JOURNAL, 2010, 713 (01) : 154 - 165
  • [5] FERMI LARGE AREA TELESCOPE OBSERVATIONS OF THE CRAB PULSAR AND NEBULA
    Abdo, A. A.
    Ackermann, M.
    Ajello, M.
    Atwood, W. B.
    Axelsson, M.
    Baldini, L.
    Ballet, J.
    Barbiellini, G.
    Baring, M. G.
    Bastieri, D.
    Bechtol, K.
    Bellazzini, R.
    Berenji, B.
    Blandford, R. D.
    Bloom, E. D.
    Bonamente, E.
    Borgland, A. W.
    Bregeon, J.
    Brez, A.
    Brigida, M.
    Bruel, P.
    Burnett, T. H.
    Caliandro, G. A.
    Cameron, R. A.
    Camilo, F.
    Caraveo, P. A.
    Casandjian, J. M.
    Cecchi, C.
    Celik, Oe.
    Chekhtman, A.
    Cheung, C. C.
    Chiang, J.
    Ciprini, S.
    Claus, R.
    Cognard, I.
    Cohen-Tanugi, J.
    Cominsky, L. R.
    Conrad, J.
    Dermer, C. D.
    de Angelis, A.
    de Luca, A.
    de Palma, F.
    Digel, S. W.
    Silva, E. do Couto e
    Drell, P. S.
    Dubois, R.
    Dumora, D.
    Espinoza, C.
    Farnier, C.
    Favuzzi, C.
    [J]. ASTROPHYSICAL JOURNAL, 2010, 708 (02) : 1254 - 1267
  • [6] Gamma-Ray Emission Concurrent with the Nova in the Symbiotic Binary V407 Cygni
    Abdo, A. A.
    Ackermann, M.
    Ajello, M.
    Atwood, W. B.
    Baldini, L.
    Ballet, J.
    Barbiellini, G.
    Bastieri, D.
    Bechtol, K.
    Bellazzini, R.
    Berenji, B.
    Blandford, R. D.
    Bloom, E. D.
    Bonamente, E.
    Borgland, A. W.
    Bouvier, A.
    Brandt, T. J.
    Bregeon, J.
    Brez, A.
    Brigida, M.
    Bruel, P.
    Buehler, R.
    Burnett, T. H.
    Buson, S.
    Caliandro, G. A.
    Cameron, R. A.
    Caraveo, P. A.
    Carrigan, S.
    Casandjian, J. M.
    Cecchi, C.
    Celik, O.
    Charles, E.
    Chaty, S.
    Chekhtman, A.
    Cheung, C. C.
    Chiang, J.
    Ciprini, S.
    Claus, R.
    Cohen-Tanugi, J.
    Conrad, J.
    Corbel, S.
    Corbet, R.
    DeCesar, M. E.
    den Hartog, P. R.
    Dermer, C. D.
    de Palma, F.
    Digel, S. W.
    Donato, D.
    do Couto e Silva, E.
    Drell, P. S.
    [J]. SCIENCE, 2010, 329 (5993) : 817 - 821
  • [7] Observations of the crab nebula with HESS
    Aharonian, F.
    Akhperjanian, A. G.
    Bazer-Bachi, A. R.
    Beilicke, M.
    Benbow, W.
    Berge, D.
    Bernloehr, K.
    Boisson, C.
    Bolz, O.
    Borrel, V.
    Braun, I.
    Breitling, F.
    Brown, A. M.
    Buehler, R.
    Buesching, I.
    Carrigan, S.
    Chadwick, P. M.
    Chounet, L. -M.
    Cornils, R.
    Costamante, L.
    Degrange, B.
    Dickinson, H. J.
    Djannati-Atai, A.
    Drury, L. O'C.
    Dubus, G.
    Egberts, K.
    Emmanoulopoulos, D.
    Espigat, P.
    Feinstein, F.
    Ferrero, E.
    Fiasson, A.
    Fontaine, G.
    Funk, Seb.
    Funk, S.
    Gallant, Y. A.
    Giebels, B.
    Glicenstein, J. F.
    Goret, P.
    Hadjichristidis, C.
    Hauser, D.
    Hauser, M.
    Heinzelmann, G.
    Henri, G.
    Hermann, G.
    Hinton, J. A.
    Hofmann, W.
    Holleran, M.
    Horns, D.
    Jacholkowska, A.
    de Jager, O. C.
    [J]. ASTRONOMY & ASTROPHYSICS, 2006, 457 (03) : 899 - 915
  • [8] OBSERVATIONS OF THE CRAB PULSAR BETWEEN 25 AND 100 GeV WITH THE MAGIC I TELESCOPE
    Aleksic, J.
    Alvarez, E. A.
    Antonelli, L. A.
    Antoranz, P.
    Asensio, M.
    Backes, M.
    Barrio, J. A.
    Bastieri, D.
    Becerra Gonzalez, J.
    Bednarek, W.
    Berdyugin, A.
    Berger, K.
    Bernardini, E.
    Biland, A.
    Blanch, O.
    Bock, R. K.
    Boller, A.
    Bonnoli, G.
    Tridon, D. Borla
    Braun, I.
    Bretz, T.
    Canellas, A.
    Carmona, E.
    Carosi, A.
    Colin, P.
    Colombo, E.
    Contreras, J. L.
    Cortina, J.
    Cossio, L.
    Covino, S.
    Dazzi, F.
    De Angelis, A.
    De Caneva, G.
    De Cea del Pozo, E.
    De Lotto, B.
    Delgado Mendez, C.
    Diago Ortega, A.
    Doert, M.
    Dominguez, A.
    Prester, D. Dominis
    Dorner, D.
    Doro, M.
    Eisenacher, D.
    Elsaesser, D.
    Ferenc, D.
    Fonseca, M. V.
    Font, L.
    Fruck, C.
    Garcia Lopez, R. J.
    Garczarczyk, M.
    [J]. ASTROPHYSICAL JOURNAL, 2011, 742 (01)
  • [9] Observation of Pulsed γ-Rays Above 25 GeV from the Crab Pulsar with MAGIC
    Aliu, E.
    Anderhub, H.
    Antonelli, L. A.
    Antoranz, P.
    Backes, M.
    Baixeras, C.
    Barrio, J. A.
    Bartko, H.
    Bastieri, D.
    Becker, J. K.
    Bednarek, W.
    Berger, K.
    Bernardini, E.
    Bigongiari, C.
    Biland, A.
    Bock, R. K.
    Bonnoli, G.
    Bordas, P.
    Bosch-Ramon, V.
    Bretz, T.
    Britvitch, I.
    Camara, M.
    Carmona, E.
    Chilingarian, A.
    Commichau, S.
    Contreras, J. L.
    Cortina, J.
    Costado, M. T.
    Covino, S.
    Curtef, V.
    Dazzi, F.
    De Angelis, A.
    De Cea del Pozo, E.
    de los Reyes, R.
    De Lotto, B.
    De Maria, M.
    De Sabata, F.
    Delgado Mendez, C.
    Dominguez, A.
    Dorner, D.
    Doro, M.
    Elsasser, D.
    Errando, M.
    Fagiolini, M.
    Ferenc, D.
    Fernandez, E.
    Firpo, R.
    Fonseca, M. V.
    Font, L.
    Galante, N.
    [J]. SCIENCE, 2008, 322 (5905) : 1221 - 1224
  • [10] Detection of Pulsed Gamma Rays Above 100 GeV from the Crab Pulsar
    Aliu, E.
    Arlen, T.
    Aune, T.
    Beilicke, M.
    Benbow, W.
    Bouvier, A.
    Bradbury, S. M.
    Buckley, J. H.
    Bugaev, V.
    Byrum, K.
    Cannon, A.
    Cesarini, A.
    Christiansen, J. L.
    Ciupik, L.
    Collins-Hughes, E.
    Connolly, M. P.
    Cui, W.
    Dickherber, R.
    Duke, C.
    Errando, M.
    Falcone, A.
    Finley, J. P.
    Finnegan, G.
    Fortson, L.
    Furniss, A.
    Galante, N.
    Gall, D.
    Gibbs, K.
    Gillanders, G. H.
    Godambe, S.
    Griffin, S.
    Grube, J.
    Guenette, R.
    Gyuk, G.
    Hanna, D.
    Holder, J.
    Huan, H.
    Hughes, G.
    Hui, C. M.
    Humensky, T. B.
    Imran, A.
    Kaaret, P.
    Karlsson, N.
    Kertzman, M.
    Kieda, D.
    Krawczynski, H.
    Krennrich, F.
    Lang, M. J.
    Lyutikov, M.
    Madhavan, A. S.
    [J]. SCIENCE, 2011, 334 (6052) : 69 - 72