Peta-electron volt gamma-ray emission from the Crab Nebula The LHAASO Collaboration

被引:154
作者
Cao, Zhen [1 ,2 ,3 ,4 ,5 ]
Aharonian, F. [6 ,7 ]
An, Q. [6 ,8 ]
Axikegu [10 ,11 ]
Bai, L. X. [12 ]
Bai, Y. X. [1 ,2 ,3 ,5 ]
Bao, Y. W. [13 ]
Bastieri, D. [14 ]
Bi, X. J. [1 ,2 ,3 ,4 ,5 ]
Bi, Y. J. [1 ,2 ,3 ,5 ]
Cai, H. [15 ]
Cai, J. T. [14 ]
Cao, Zhe [8 ,9 ]
Chang, J. [16 ]
Chang, J. F. [1 ,2 ,3 ,5 ,8 ]
Chen, B. M. [17 ]
Chen, E. S. [1 ,2 ,3 ,4 ,5 ]
Chen, J. [12 ]
Chen, Liang [1 ,2 ,3 ,4 ,5 ]
Chen, View Orcid ProfileLiang [18 ]
Chen, Long [10 ,11 ]
Chen, M. J. [1 ,2 ,3 ,5 ]
Chen, M. L. [1 ,2 ,3 ,5 ,8 ]
Chen, Q. H. [10 ,11 ]
Chen, S. H. [1 ,2 ,3 ,4 ,5 ]
Chen, S. Z. [1 ,2 ,3 ,5 ]
Chen, T. L. [19 ]
Chen, X. L. [1 ,2 ,3 ,4 ,5 ]
Chen, Y. [13 ]
Cheng, N. [1 ,2 ,3 ,5 ]
Cheng, Y. D. [1 ,2 ,3 ,5 ]
Cui, S. W. [17 ]
Cui, X. H. [20 ]
Cui, Y. D. [21 ,22 ]
Piazzoli, B. D'Ettorre [23 ]
Dai, B. Z. [24 ]
Dai, H. L. [1 ,2 ,3 ,5 ,8 ]
Dai, Z. G. [9 ]
Danzengluobu [19 ]
della Volpe, D. [25 ]
Dong, X. J. [1 ,2 ,3 ,5 ]
Duan, K. K. [16 ]
Fan, J. H. [14 ]
Fan, Y. Z. [16 ]
Fan, Z. X. [1 ,2 ,3 ,5 ]
Fang, J. [24 ]
Fang, K. [1 ,2 ,3 ,5 ]
Feng, C. F. [26 ]
Feng, L. [16 ]
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基金
国家重点研发计划;
关键词
PULSAR WIND NEBULAE; ENERGY COSMIC-RAYS; ACCELERATION; SPECTRUM; ORIGIN; SYNCHROTRON; PARTICLES; DISCOVERY; RADIATION; FLARES;
D O I
10.1126/science.abg5137
中图分类号
O [数理科学和化学]; P [天文学、地球科学]; Q [生物科学]; N [自然科学总论];
学科分类号
07 ; 0710 ; 09 ;
摘要
The Crab Nebula is a bright source of gamma rays powered by the Crab Pulsar's rotational energy through the formation and termination of a relativistic electron-positron wind. We report the detection of gamma rays from this source with energies from 5 x 10(-4) to 1.1 peta-electron volts with a spectrum showing gradual steepening over three energy decades. The ultrahigh-energy photons imply the presence of a peta-electron volt electron accelerator (a pevatron) in the nebula, with an acceleration rate exceeding 15% of the theoretical limit. We constrain the pevatron's size between 0.025 and 0.1 parsecs and the magnetic field to approximate to 110 microgauss. The production rate of peta-electron volt electrons, 2.5 x 10(36) ergs per second, constitutes 0.5% of the pulsar spin-down luminosity, although we cannot exclude a contribution of peta-electron volt protons to the production of the highest-energy gamma rays.
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