PSR J0007+7303 IN THE CTA1 SUPERNOVA REMNANT: NEW GAMMA-RAY RESULTS FROM TWO YEARS OF FERMI LARGE AREA TELESCOPE OBSERVATIONS

被引:29
作者
Abdo, A. A. [1 ]
Wood, K. S. [2 ]
DeCesar, M. E. [3 ,4 ,5 ]
Gargano, F. [6 ]
Giordano, F. [6 ,7 ,8 ]
Ray, P. S. [2 ]
Parent, D. [1 ]
Harding, A. K. [3 ]
Miller, M. Coleman [5 ]
Wood, D. L. [9 ]
Wolff, M. T. [2 ]
机构
[1] George Mason Univ, Ctr Earth Observing & Space Res, Coll Sci, Fairfax, VA 22030 USA
[2] USN, Div Space Sci, Res Lab, Washington, DC 20375 USA
[3] NASA, Goddard Space Flight Ctr, Greenbelt, MD 20771 USA
[4] Univ Maryland, Dept Phys, College Pk, MD 20742 USA
[5] Univ Maryland, Dept Astron, College Pk, MD 20742 USA
[6] Ist Nazl Fis Nucl, Sez Bari, I-70126 Bari, Italy
[7] Univ Bari, Dipartimento Fis M Merlin, I-70126 Bari, Italy
[8] Politecn Bari, I-70126 Bari, Italy
[9] Praxis Inc, Alexandria, VA 22303 USA
基金
瑞典研究理事会; 美国国家航空航天局;
关键词
gamma rays: stars; pulsars: individual: PSR J0007+7303; supernovae: individual (G119.5+10.2); X-RAY; EGRET DATA; PARAMETER-ESTIMATION; NEUTRINO EMISSION; LIGHT CURVES; PULSAR; RADIO; SEARCH; CATALOG; NEBULA;
D O I
10.1088/0004-637X/744/2/146
中图分类号
P1 [天文学];
学科分类号
0704 ;
摘要
One of the main results of the Fermi Gamma-Ray Space Telescope is the discovery of gamma-ray selected pulsars. The high magnetic field pulsar, PSR J0007+7303 in CTA1, was the first ever to be discovered through its gamma-ray pulsations. Based on analysis of two years of Large Area Telescope (LAT) survey data, we report on the discovery of gamma-ray emission in the off-pulse phase interval at the similar to 6 sigma level. The emission appears to be extended at the similar to 2 sigma level with a disk of extension similar to 0.degrees 6. level. The flux from this emission in the energy range E >= 100 MeV is F-100 = (1.73 +/- 0.40(stat) +/- 0.18(sys)) x 10(-8) photons cm(-2) s(-1) and is best fitted by a power law with a photon index of Gamma = 2.54 +/- 0.14(stat) +/- 0.05(sys). The pulsed gamma-ray flux in the same energy range is F-100 = (3.95 +/- 0.07(stat) +/- 0.30(sys)) x 10 (7) photons cm (2) s (1) and is best fitted by an exponentially cutoff power-law spectrum with a photon index of Gamma = 1.41 +/- 0.23(stat) +/- 0.03(sys) and a cutoff energy E-c = 4.04 +/- 0.20(stat) +/- 0.67(sys) GeV. We find no flux variability either at the 2009 May glitch or in the long-term behavior. We model the gamma-ray light curve with two high-altitude emission models, the outer gap and slot gap, and find that the preferred model depends strongly on the assumed origin of the off-pulse emission. Both models favor a large angle between the magnetic axis and observer line of sight, consistent with the nondetection of radio emission being a geometrical effect. Finally, we discuss how the LAT results bear on the understanding of the cooling of this neutron star.
引用
收藏
页数:11
相关论文
共 35 条
[1]   The Fermi Gamma-Ray Space Telescope Discovers the Pulsar in the Young Galactic Supernova Remnant CTA 1 [J].
Abdo, A. A. ;
Ackermann, M. ;
Atwood, W. B. ;
Baldini, L. ;
Ballet, J. ;
Barbiellini, G. ;
Baring, M. G. ;
Bastieri, D. ;
Baughman, B. M. ;
Bechtol, K. ;
Bellazzini, R. ;
Berenji, B. ;
Blandford, R. D. ;
Bloom, E. D. ;
Bogaert, G. ;
Bonamente, E. ;
Borgland, A. W. ;
Bregeon, J. ;
Brez, A. ;
Brigida, M. ;
Bruel, P. ;
Burnett, T. H. ;
Caliandro, G. A. ;
Cameron, R. A. ;
Caraveo, P. A. ;
Carlson, P. ;
Casandjian, J. M. ;
Cecchi, C. ;
Charles, E. ;
Chekhtman, A. ;
Cheung, C. C. ;
Chiang, J. ;
Ciprini, S. ;
Claus, R. ;
Cohen-Tanugi, J. ;
Cominsky, L. R. ;
Conrad, J. ;
Cutini, S. ;
Davis, D. S. ;
Dermer, C. D. ;
de Angelis, A. ;
de Palma, F. ;
Digel, S. W. ;
Dormody, M. ;
do Couto e Silva, E. ;
Drell, P. S. ;
Dubois, R. ;
Dumora, D. ;
Edmonds, Y. ;
Farnier, C. .
SCIENCE, 2008, 322 (5905) :1218-1221
[2]   Gamma-Ray Flares from the Crab Nebula [J].
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. .
SCIENCE, 2011, 331 (6018) :739-742
[3]   FERMI-LAT OBSERVATIONS OF THE GEMINGA PULSAR [J].
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. .
ASTROPHYSICAL JOURNAL, 2010, 720 (01) :272-283
[4]   FERMI LARGE AREA TELESCOPE FIRST SOURCE CATALOG [J].
Abdo, A. A. ;
Ackermann, M. ;
Ajello, M. ;
Allafort, A. ;
Antolini, E. ;
Atwood, W. B. ;
Axelsson, M. ;
Baldini, L. ;
Ballet, J. ;
Barbiellini, G. ;
Bastieri, D. ;
Baughman, B. M. ;
Bechtol, K. ;
Bellazzini, R. ;
Belli, F. ;
Berenji, B. ;
Bisello, D. ;
Blandford, R. D. ;
Bloom, E. D. ;
Bonamente, E. ;
Bonnell, J. ;
Borgland, A. W. ;
Bouvier, A. ;
Bregeon, J. ;
Brez, A. ;
Brigida, M. ;
Bruel, P. ;
Burnett, T. H. ;
Busetto, G. ;
Buson, S. ;
Caliandro, G. A. ;
Cameron, R. A. ;
Campana, R. ;
Canadas, B. ;
Caraveo, P. A. ;
Carrigan, S. ;
Casandjian, J. M. ;
Cavazzuti, E. ;
Ceccanti, M. ;
Cecchi, C. ;
Celik, Oe. ;
Charles, E. ;
Chekhtman, A. ;
Cheung, C. C. ;
Chiang, J. ;
Cillis, A. N. ;
Ciprini, S. ;
Claus, R. ;
Cohen-Tanugi, J. ;
Conrad, J. .
ASTROPHYSICAL JOURNAL SUPPLEMENT SERIES, 2010, 188 (02) :405-436
[5]   THE FIRST FERMI LARGE AREA TELESCOPE CATALOG OF GAMMA-RAY PULSARS [J].
Abdo, A. A. ;
Ackermann, M. ;
Ajello, M. ;
Atwood, W. B. ;
Axelsson, M. ;
Baldini, L. ;
Ballet, J. ;
Barbiellini, G. ;
Baring, M. G. ;
Bastieri, D. ;
Baughman, B. M. ;
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. ;
Buson, S. ;
Caliandro, G. A. ;
Cameron, R. A. ;
Camilo, F. ;
Caraveo, P. A. ;
Casandjian, J. M. ;
Cecchi, C. ;
Celik, Oe ;
Charles, E. ;
Chekhtman, A. ;
Cheung, C. C. ;
Chiang, J. ;
Ciprini, S. ;
Claus, R. ;
Cognard, I. ;
Cohen-Tanugi, J. ;
Cominsky, L. R. ;
Conrad, J. ;
Corbet, R. ;
Cutini, S. ;
den Hartog, P. R. ;
Dermer, C. D. ;
de Angelis, A. ;
de Luca, A. ;
de Palma, F. ;
Digel, S. W. ;
Dormody, M. .
ASTROPHYSICAL JOURNAL SUPPLEMENT SERIES, 2010, 187 (02) :460-494
[6]   PSR J1907+0602: A RADIO-FAINT GAMMA-RAY PULSAR POWERING A BRIGHT TeV PULSAR WIND NEBULA [J].
Abdo, A. A. ;
Ackermann, M. ;
Ajello, M. ;
Baldini, L. ;
Ballet, J. ;
Barbiellini, G. ;
Bastieri, D. ;
Baughman, B. M. ;
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. ;
Buson, S. ;
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. ;
Cutini, S. ;
de Angelis, A. ;
de Palma, F. ;
Digel, S. W. ;
Dingus, B. L. ;
Dormody, M. ;
do Couto e Silva, E. ;
Drell, P. S. ;
Dubois, R. ;
Dumora, D. ;
Farnier, C. ;
Favuzzi, C. ;
Fegan, S. J. .
ASTROPHYSICAL JOURNAL, 2010, 711 (01) :64-74
[7]   The on-orbit calibration of the Fermi Large Area Telescope [J].
Abdo, A. A. ;
Ackermann, M. ;
Ajello, M. ;
Ampe, J. ;
Anderson, B. ;
Atwood, W. B. ;
Axelsson, M. ;
Bagagli, R. ;
Baldini, L. ;
Ballet, J. ;
Barbiellini, G. ;
Bartelt, J. ;
Bastieri, D. ;
Baughman, B. M. ;
Bechtol, K. ;
Bederede, D. ;
Bellardi, F. ;
Bellazzini, R. ;
Belli, F. ;
Berenji, B. ;
Bisello, D. ;
Bissaldi, E. ;
Bloom, E. D. ;
Bogaert, G. ;
Bogart, J. R. ;
Bonamente, E. ;
Borgland, A. W. ;
Bourgeois, P. ;
Bouvier, A. ;
Bregeon, J. ;
Brez, A. ;
Brigida, M. ;
Bruel, P. ;
Burnett, T. H. ;
Busetto, G. ;
Caliandro, G. A. ;
Cameron, R. A. ;
Campell, M. ;
Caraveo, P. A. ;
Carius, S. ;
Carlson, P. ;
Casandjian, J. M. ;
Cavazzuti, E. ;
Ceccanti, M. ;
Cecchi, C. ;
Charles, E. ;
Chekhtman, A. ;
Cheung, C. C. ;
Chiang, J. ;
Chipaux, R. .
ASTROPARTICLE PHYSICS, 2009, 32 (3-4) :193-219
[8]   Detection of 16 Gamma-Ray Pulsars Through Blind Frequency Searches Using the Fermi LAT [J].
Abdo, A. A. ;
Ackermann, M. ;
Ajello, M. ;
Anderson, B. ;
Atwood, W. B. ;
Axelsson, M. ;
Baldini, L. ;
Ballet, J. ;
Barbiellini, G. ;
Baring, M. G. ;
Bastieri, 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. ;
Bruel, P. ;
Burnett, T. H. ;
Caliandro, G. A. ;
Cameron, R. A. ;
Caraveo, P. A. ;
Casandjian, J. M. ;
Cecchi, C. ;
Celik, Oe ;
Chekhtman, A. ;
Cheung, C. C. ;
Chiang, J. ;
Ciprini, S. ;
Claus, R. ;
Cohen-Tanugi, J. ;
Conrad, J. ;
Cutini, S. ;
Dermer, C. D. ;
de Angelis, A. ;
de Luca, A. ;
de Palma, F. ;
Digel, S. W. ;
Dormody, M. ;
do Couto e Silva, E. ;
Drell, P. S. ;
Dubois, R. ;
Dumora, D. ;
Farnier, C. .
SCIENCE, 2009, 325 (5942) :840-844
[9]   FERMI-LAT SEARCH FOR PULSAR WIND NEBULAE AROUND GAMMA-RAY PULSARS [J].
Ackermann, M. ;
Ajello, M. ;
Baldini, L. ;
Ballet, J. ;
Barbiellini, G. ;
Bastieri, D. ;
Bechtol, K. ;
Bellazzini, R. ;
Berenji, B. ;
Bloom, E. D. ;
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. ;
Camilo, F. ;
Caraveo, P. A. ;
Casandjian, J. M. ;
Cecchi, C. ;
Celik, Oe. ;
Charles, E. ;
Chekhtman, A. ;
Cheung, C. C. ;
Chiang, J. ;
Ciprini, S. ;
Claus, R. ;
Cognard, I. ;
Cohen-Tanugi, J. ;
Conrad, J. ;
Dermer, C. D. ;
de Angelis, A. ;
de Luca, A. ;
de Palma, F. ;
Digel, S. W. ;
do Couto e Silva, E. ;
Drell, P. S. ;
Dubois, R. ;
Dumora, D. ;
Favuzzi, C. ;
Focke, W. B. ;
Frailis, M. ;
Fukazawa, Y. ;
Funk, S. ;
Fusco, P. .
ASTROPHYSICAL JOURNAL, 2011, 726 (01)
[10]   THE LARGE AREA TELESCOPE ON THE FERMI GAMMA-RAY SPACE TELESCOPE MISSION [J].
Atwood, W. B. ;
Abdo, A. A. ;
Ackermann, M. ;
Althouse, W. ;
Anderson, B. ;
Axelsson, M. ;
Baldini, L. ;
Ballet, J. ;
Band, D. L. ;
Barbiellini, G. ;
Bartelt, J. ;
Bastieri, D. ;
Baughman, B. M. ;
Bechtol, K. ;
Bederede, D. ;
Bellardi, F. ;
Bellazzini, R. ;
Berenji, B. ;
Bignami, G. F. ;
Bisello, D. ;
Bissaldi, E. ;
Blandford, R. D. ;
Bloom, E. D. ;
Bogart, J. R. ;
Bonamente, E. ;
Bonnell, J. ;
Borgland, A. W. ;
Bouvier, A. ;
Bregeon, J. ;
Brez, A. ;
Brigida, M. ;
Bruel, P. ;
Burnett, T. H. ;
Busetto, G. ;
Caliandro, G. A. ;
Cameron, R. A. ;
Caraveo, P. A. ;
Carius, S. ;
Carlson, P. ;
Casandjian, J. M. ;
Cavazzuti, E. ;
Ceccanti, M. ;
Cecchi, C. ;
Charles, E. ;
Chekhtman, A. ;
Cheung, C. C. ;
Chiang, J. ;
Chipaux, R. ;
Cillis, A. N. ;
Ciprini, S. .
ASTROPHYSICAL JOURNAL, 2009, 697 (02) :1071-1102