[论文解读] 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 4

一句话总结

本文报告了对高能伽马射线源 2CG 135+01 的 COMPTEL 观测结果，在 1 MeV 以上检测到 6.6σ 的超额信号，其微分光子谱在 1–30 MeV 范围内最符合幂律谱，谱指数为 $1.95^{+0.2}_{-0.3}$。通量水平与 EGRET 的时间平均谱一致，尽管存在银河系弥漫发射建模的不确定性，但仍加强了对该源的源身份确认。

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.

研究动机与目标

• 分析 COMPTEL 在 2.5 年内对位于银河平面附近的明亮伽马射线源 2CG 135+01 的观测数据。
• 确定 2CG 135+01 在 1–30 MeV 能量范围内的光谱特性与通量水平。
• 评估 COMPTEL 结果与先前 EGRET 测量的一致性，并评估伽马射线发射与射电发射之间的时间相关性。
• 量化因银河系弥漫发射背景建模而产生的不确定性。
• 通过多历元数据分析，加强 2CG 135+01 作为高能伽马射线源的识别。

提出的方法

• 利用 1991 年 11 月至 1994 年 5 月期间收集的 COMPTEL 数据，分析 2CG 135+01 的高能伽马射线辐射。
• 对源位置处的光子超额进行统计分析，假设在 1–30 MeV 范围内采用幂律谱模型。
• 在忽略银河系弥漫发射影响的前提下，计算出 3 个自由度下 6.6 的显著性水平。
• 对银河系盘面弥漫发射进行建模，以估算通量测量中的系统性不确定性。
• 将时间平均的 COMPTEL 光谱与 EGRET 发布的时间平均光谱进行比较，以评估一致性。
• 研究伽马射线发射与候选对应体 GT 0236+610 的 26.5 天调制射电发射之间的时间相关性。

实验结果

研究问题

• RQ1 COMPTEL 在 1–30 MeV 能量范围内测得的 2CG 135+01 的光谱形状与通量水平为何？
• RQ2 在考虑统计与背景不确定性的情况下，2CG 135+01 位置处检测到的伽马射线超额有多显著？
• RQ3 COMPTEL 的通量测量在多大程度上与 EGRET 观测得到的时间平均光谱一致？
• RQ4 2CG 135+01 的伽马射线发射与 GT 0236+610 的 26.5 天射电调制之间是否存在可检测的时间相关性？
• RQ5 银河系弥漫发射建模的不确定性在多大程度上影响了绝对通量确定的可靠性？

主要发现

• 在 1–30 MeV 范围内，2CG 135+01 位置检测到 6.6σ 的超额信号，表明其为显著的高能伽马射线源。
• 微分光子谱最符合幂律谱，谱指数为 $1.95^{+0.2}_{-0.3}$。
• 测得的通量水平与 EGRET 时间平均光谱的外推结果一致，支持 2CG 135+01 为持续源的识别。
• 由于银河系弥漫发射背景建模的挑战，通量不确定性估计为两倍。
• 未发现 2CG 135+01 的伽马射线发射与 GT 0236+610 的 26.5 天射电调制之间存在显著时间相关性。
• 结果加强了 2CG 135+01 作为高能伽马射线源的识别，且各任务间光谱行为一致。