利用 INTEGRAL SPI 在硬 X 射线波段进行偏振测量

我们展示了利用 INTEGRAL SPI 数据在偏振分析方面的最新进展。SPI 探测器平面由 19 个独立的锗 (Ge) 晶体组成，可作为偏振计运行。康普顿散射的各向异性特征可提供关于入射通量偏振参数的信息。通过在仪器模拟中纳入偏振康普顿过程的物理机制，我们能够确定任意位置角下线偏振辐射的仪器响应。我们采用最小 $\chi^2$ 技术将观测数据与模拟集进行比较，以确定源的偏振参数（角度和分数）。我们利用蟹状星云 (Crab nebula) 的观测数据测试了分析流程，发现其位置角与文献中先前报道的结果相似，且具有显著的统计意义。由于仪器响应依赖于入射角，SPI 数据中的每次曝光都需要其专属的一组模拟，这些模拟针对 18 个偏振角（从 0{\deg} 到 170{\deg}，步长为 10{\deg}）以及非偏振辐射进行计算。对给定源的大量观测进行分析以获取具有统计显著性的结果，需要耗费大量的计算时间，但这是在硬 X 射线波段获取此类互补信息的唯一途径。事实上，此类研究有望带来重大的科学进展，因为观测结果将有助于区分针对 X 射线双星、活动星系核或伽马射线暴等致密天体高能辐射所提出的不同模型。