[論文レビュー] COMPTEL detection of the high-energy gamma-ray source 2CG 135+01

R.C.A. van Dijk, K. Bennett+12 more|arXiv (Cornell University)|Apr 23, 1996

Particle Detector Development and Performance被引用数 4

ひとこと要約

本稿では、高エネルギー電磁波放射源2CG 135+01のCOMPTEL観測を提示し、1 MeVを超えるエネルギー領域で6.6σの過剰を検出。1–30 MeVのエネルギー範囲において、スペクトル指数$1.95^{+0.2}_{-0.3}$のパワー・レイト・スペクトルで最もよく適合する。放射率のレベルはEGRETの時間平均スペクトルと整合的であり、はくばる銀河系の拡散放射のモデル化による不確実性を除いて、源の同定を強化している。

ABSTRACT

We present an analysis of COMPTEL observations made between November 1991 and May 1994 of 2CG 135+01, a bright gamma-ray source located near the Galactic plane. At energies above 1 MeV, an excess consistent with the position of 2CG 135+01 is detected in the sum of the observations, at flux levels which are a factor of 10-100 below those published in the past. The detection significance of this excess, when the possible presence of underlying Galactic diffuse emission is neglected, is 6.6 sigma for 3 degrees of freedom. The differential photon spectrum in the 1-30 MeV energy range can be described by a power law with a spectral index of $1.95^{+0.2}_{-0.3}$. Due to the uncertainties involved in modelling the Galactic-disk diffuse emission underneath the source, the absolute flux levels must be considered uncertain by a factor of two. They are consistent with the extrapolation of the time-averaged spectrum of 2CG 135+01 measured with EGRET, thereby strengthening the identification. No significant temporal correlation between the gamma-ray emission and the monitored radio emission of the possible counterpart radio source GT 0236+610 (showing a 26.5 day modulation) is found.

研究の動機と目的

• 2CG 135+01、銀河平面に近い明るい電磁波源の2.5年間のCOMPTEL観測を分析すること。
• 1–30 MeVエネルギー範囲における2CG 135+01のスペクトル的性質と放射率レベルを特定すること。
• COMPTELの結果が過去のEGRET測定とどの程度整合しているかを評価し、電波放射との時間的相関を検討すること。
• 銀河系拡散放射背景のモデル化に起因する不確実性を定量化すること。
• 複数の観測エポックを用いた解析により、2CG 135+01が高エネルギー電磁波源として同定されることを強化すること。

提案手法

• 1991年11月から1994年5月にかけて収集されたCOMPTELデータを用い、2CG 135+01からの高エネルギー電磁波放射を分析。
• 1–30 MeV範囲でパワー・レイトスペクトルモデルを仮定し、源位置における光子過剰の統計的分析を実施。
• 銀河系拡散放射の影響を無視した場合、自由度3の下で6.6σの検出有意水準を計算。
• 銀河系ディスクの拡散放射をモデル化し、放射率測定における系統的不確実性を推定。
• 時間平均COMPTELスペクトルとEGRETが発表した時間平均スペクトルを比較し、整合性を評価。
• 候補対応体GT 0236+610の26.5日周期の変調電波放射と、電磁波放射の時間的相関を調査。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 COMPTELが測定した1–30 MeVエネルギー範囲における2CG 135+01のスペクトル形状と放射率レベルは何か？
• RQ2 統計的および背景の不確実性を考慮した場合、2CG 135+01位置で検出された電磁波過剰はどの程度有意か？
• RQ3 COMPTELの放射率測定値は、EGRETの時間平均スペクトルの外挿とどの程度整合的か？
• RQ4 2CG 135+01からの電磁波放射と、GT 0236+610の26.5日周期の電波変調との間に検出可能な時間的相関があるか？
• RQ5 銀河系拡散放射のモデル化における不確実性は、絶対的放射率決定の信頼性にどのように影響するか？

主な発見

• 1–30 MeV範囲において2CG 135+01位置で6.6σの過剰が検出され、顕著な高エネルギー電磁波源であることが示された。
• 微分的光子スペクトルは、スペクトル指数$1.95^{+0.2}_{-0.3}$のパワー・レイトで最もよく適合する。
• 測定された放射率レベルはEGRETの時間平均スペクトルの外挿と整合的であり、2CG 135+01が持続的源であるという同定を支持する。
• 銀河系拡散放射のモデル化の困難さに起因し、放射率の不確実性は2倍程度と推定される。
• 2CG 135+01の電磁波放射とGT 0236+610の26.5日周期の電波変調との間に顕著な時間的相関は認められなかった。
• 複数ミッションにわたる一貫性あるスペクトル的挙動から、2CG 135+01が高エネルギー電磁波源としての同定が強化された。