利用 SMILE-2+ 搭载的电子跟踪康普顿望远镜通过双向成像光谱首次观测 MeV 伽马射线宇宙
高能天体物理现象
2022-04-29 v2 天体物理仪器与方法
摘要
MeV 伽马射线为直接测量放射性同位素的线发射提供了独特窗口，但在 COMPTEL/{\it CGRO} 之后观测进展甚微。为观测该波段天体，我们正开发电子跟踪康普顿相机（ETCC），其利用反冲电子径迹信息实现了双向成像光谱与高效本底抑制。由此，可通过在天球上正确定义的指向扩散函数，使用简单的 ON-OFF 方法获取观测目标能谱。天体观测性能在搭载体积为 303030 cm 气体电子跟踪器的 ETCC 的第二次气球 SMILE-2+ 上得到验证。在 0.15--2.1 MeV 能量范围、5.1 h 活时间内，以 4.0 显著性探测到来自蟹状星云的伽马射线，与发射前预期一致。此外，光变曲线阐明了银心区域产生的伽马射线事件增强，表明最终剩余事件中显著比例为宇宙伽马射线。独立地，除银心区域外，观测强度与时间变化与发射前估计一致。该估计基于河外弥散、大气和仪器伽马射线的总本底，并考虑了水平飞行期间大气深度与刚度的变化。蟹状星云结果与光变曲线有力支撑了我们对真实观测中探测灵敏度与本底的理解。本工作有望推动 MeV 伽马射线天文学的重大进展。
引用
@article{arxiv.2107.00180,
title = {First observation of MeV gamma-ray universe with bijective imaging spectroscopy using the Electron-Tracking Compton Telescope aboard SMILE-2+},
author = {Atsushi Takada and Taito Takemura and Kei Yoshikawa and Yoshitaka Mizumura and Tomonori Ikeda and Yuta Nakamura and Ken Onozaka and Mitsuru Abe and Kenji Hamaguchi and Hidetoshi Kubo and Shunsuke Kurosawa and Kentaro Miuchi and Kaname Saito and Tatsuya Sawano and Toru Tanimori},
journal= {arXiv preprint arXiv:2107.00180},
year = {2022}
}