基于 Fermi-LAT 的蟹状星云 γ 射线耀发系统研究:I. 耀发探测

AGILE 与 Fermi-LAT 数年前已发现蟹状星云 GeV $\gamma$ 射线发射的显著耀发,表明在年轻脉冲星风星云中发生了极端的粒子加速与辐射。扩大耀发样本并研究其统计性质,对于理解 $\gamma$ 射线耀发的本质非常有用。本文中,我们利用 Fermi-LAT 十一年观测数据研究蟹状星云的耀发发射。我们在 $\gamma$ 射线发射的低能(同步辐射)成分光变曲线中识别出 17 次显著耀发。耀发率约为每年 1.5 次,在 11 年观测期间无任何显著变化或聚集。我们探测到一次特殊耀发,其持续时间极长,近一个月,发生于 2018 年 10 月,同步辐射光子能量高达约 1GeV。同步辐射成分可由稳态幂律背景与具有指数截断幂律谱的可变耀发成分拟合,不仅适用于单个耀发,也适用于合并数据,这可能倾向于所有耀发具有相似的发射机制。然而,我们未发现截断能量与耀发能量通量之间的普适关系,这可能反映了相关粒子复杂的加速和/或冷却过程。