A unified model for the time variability of the Crab: the dispersion measure variation and the $γ$-ray flare of the nebula
蟹状星云脉冲星和它的星云非常明亮和多变。自1982年以来，随机波动的分散措施（DM）已被记录。同样在2011年，费米-LAT望远镜探测到蟹状星云的$γ$射线通量变化。虽然这些现象的波动模式看起来相似，但没有考虑它们之间的相关性。我们提出了一个模型，连接DM和蟹状星云$γ$射线通量波动，最近报道的制动指数和DM的变异性之间的相关性的动机。考虑到在破裂指数变化事件中产生的星云内部激波区域内的电子，我们可以用一种简单的方法解释DM增强和$γ$射线耀斑。
2016-05-13 astro-ph.HE
The surprising Crab pulsar and its nebula: A review
蟹状星云和它的脉冲星（统称为“蟹状星云”）在历史上一直在天体物理学中发挥着核心作用。与他们的遗产一样，最近有几项独特的发现。蟹状星云被发现能发射高达400 GeV的伽马射线脉冲，超出了之前对蟹状星云的预期。在星云内发现了持续数天的强烈伽马射线耀斑，而之前预计源在这些时间尺度上是稳定的。在这里，我们回顾这些有趣的和暗示性的发展。在这种情况下，我们给出了一个概述的观测性质的螃蟹和我们目前的理解的恒星和他们的星云。
2014-06-13 astro-ph.HE
Comparison between the emission torus and the measured toroidal magnetic field for the Crab and Vela nebula
本研究利用IXPE观测数据分析蟹状星云外环面与船帆星云弧的偏振磁场，发现蟹状星云偏振磁场与环面结构对齐且流速达0.8c、具备完整环向磁场，船帆星云则为不完整环向磁场。
2024-10-08 astro-ph.GA astro-ph.HE astro-ph.SR
Physics performance of the upgraded MAGIC telescopes obtained with Crab Nebula data
MAGIC是一个由两个成像大气切伦科夫望远镜组成的系统，位于加那利群岛的拉帕尔马，旨在观测能量超过50 GeV的伽马射线。最近，它经历了相机，数字触发器和读出系统的升级。升级导致望远镜性能的改善，特别是在较低能量范围内。我们使用蒙特卡罗模拟和蟹状星云数据的大样本来评估升级后的MAGIC望远镜的性能。研究了系统的微分灵敏度、积分灵敏度、角分辨率和能量分辨率。
2013-08-01 astro-ph.HE astro-ph.IM
The variable Crab Nebula
这个引人注目的蟹状星云是由一颗高能脉冲星提供动力的，它的相对论风与超新星遗迹SN 1054的内部相互作用。尽管在星云内部有低强度的光学和X射线变化，但螃蟹一直被认为在X射线和伽马射线能量上基本稳定。2010年9月，AGILE发现了一个非常强烈的星云起源的瞬变伽马射线耀斑，打破了这一范式。这是蟹状星云第一次在宇宙星云中观测到的最短时间内（1天或更短）将粒子加速到10^15 eV。在很短的时间尺度内检测到50 MeV和几个GeV之间的发射，具有相当硬的光谱。额外的分析和最近的蟹状星云数据导致确定了AGILE和费米在2007年中期/2011年中期期间探测到的总共四个主要的闪烁伽马射线事件。这些观测结果对脉冲星风相互作用和粒子加速过程的发射模型提出了挑战。事实上，从蟹状星云中发现的快速有效的伽马射线瞬态发射，导致了对当前粒子加速模型的实质性修正。
2011-06-06 astro-ph.HE
Gamma-ray flux depressions of the Crab nebula in the high-energy range
由AGILE和费米天文台发现的蟹状星云的巨大伽马射线耀斑令人惊讶，并对现有的脉冲星风星云模型提出了挑战。我们对10.5年的Fermi-LAT观测（2008年8月至2019年2月）进行了分析，并研究了蟹状星云在100-300 MeV范围内的变化。除了耀斑，我们还发现了几个月之久的伽马射线通量的凹陷，并确定了几个急剧的通量下降的情况下，在一个星期内的通量下降了一个数量级相对于其平均值。在$E>$ 10 GeV的范围内，没有发现统计上显着的变化的星云流量的数据。我们讨论了观测到的伽玛射线通量凹陷的蟹状星云的同步辐射模型的可能影响。
2020-11-19 astro-ph.HE
Hitomi-HXT deconvolution imaging of the Crab Nebula dazzled by the Crab pulsar
本文提出一种改进的 Richardson-Lucy 反卷积方法，通过分离星云与脉冲星分量并联合多脉冲相位图像，提升 Hitomi-HXT 对蟹状星云的角分辨率，并揭示其高能段尺寸减小及东北侧变暗的特征。
2024-01-17 astro-ph.HE
Evolution of the Crab nebula in a low energy supernova
导致蟹状星云的超新星的性质长期以来一直存在争议，因为观测到的星云中存在低能量。一种可能性是，在蟹状星云周围的扩展快速物质中有大量的能量，但对这种物质的搜索并没有导致探测。电子俘获超新星模型可以合理地解释蟹状星云的低能和观测到的丰度。在这里，我们研究了蟹状星云脉冲星风星云内的自由膨胀的超新星的演变，发现所观察到的属性是最符合低能量的事件。外壳材料的速度和半径，以及被脉冲星风扫起的气体量都指向低爆炸能量（$\sim 10^{50}$尔格）。我们不赞成这样一种模型，即星周相互作用在最大亮度附近为超新星光度提供动力，因为所需的质量会限制自由膨胀的喷出物。
2015-05-13 astro-ph.HE
MAGIC measurement of the Crab Nebula spectrum over three decades in energy
蟹状星云脉冲星风是$γ$射线天体物理学中研究得最好的来源。然而，各种软辐射场对高能发射的逆康普顿分量的贡献、内部磁场的强度和初级电子达到的最大能量仍是研究的问题。MAGIC立体系统在2009年10月至2011年4月的过去两年中记录了近50小时的蟹状星云数据。使用MAGIC立体声软件的最新改进对该数据样本进行分析，提供了前所未有的差分能谱，跨越了30年的能量，从50 GeV到45 TeV。在低能量下，MAGIC结果与费米/LAT数据相结合，产生了反康普顿峰的精确测量。此外，我们目前的光变曲线的蟹状星云在不同的时间尺度，包括测量同时发现的蟹状星云耀斑最近费米/LAT和AGILE。使用MAGIC光谱与多波长的数据，我们讨论了蟹状星云的建模的影响。
2011-10-13 astro-ph.HE
Observations of the Crab Nebula with Early HAWC Data
高海拔水切伦科夫（HAWC）天文台是一个TeV伽马射线探测器，于2015年初完成。HAWC于2013年8月开始科学运行，三分之一的探测器采集数据。几个已知的伽马射线源已经被第一次HAWC数据探测到。在这些源中，蟹状星云，在我们的银河系中最明亮的稳定的伽马射线源在非常高的能量，已被发现具有高度的意义。在这篇文章中，我将介绍的观测结果的蟹状星云与HAWC，包括时间的变化，和探测器的性能的基础上的早期数据。
2015-08-18 astro-ph.HE
The Crab Pulsar and Nebula as seen in gamma-rays
30多年前，惠普尔对蟹状星云的探测是甚高能伽马射线天文学的开始。从那时起，这个源的伽马射线观测继续为理论提供新的惊喜和挑战，检测到快速变化，脉冲发射达到意想不到的高能量，以及最近检测到能量超过1 PeV的光子。在这篇文章中，我们将回顾伽马射线观测对我们理解这个非凡的加速器的影响。
2021-11-15 astro-ph.HE
Identifying a circum-jet southern ring counterpart to the northern jet of the Crab Nebula
Technion - Israel Institute of Technology（以色列理工学院）
基于抖动喷流爆炸机制的模拟分析蟹状星云图像，识别出与北部喷流相对的南部环，将其归因于反向喷流，为蟹状星云的形态形成提供了新解释。
2026-07-08 astro-ph.HE
Inductive spikes and gamma-ray flares from the Crab Nebula
蟹状星云的~400 MeV耀斑辐射很自然地被解释为脉冲星风的质量负载突然减少的结果。只有很少的粒子可以携带维持波活动所需的电流，使它们达到高的洛伦兹因子。当它们穿透星云时，会产生一个光束紧密、亮度很高的硬伽马射线爆发，其特征与观测到的耀斑相似。这种机制也可以在其他大功率整流器中运行，如J 0537 -6910（PWN N 157 B）、B 0540 -69、B1957+20和J 0205 +6449（3C 58）。
2017-12-01 astro-ph.HE
Et tu, Brute?: The Crab Nebula also exploded by jittering jets
研究在蟹状星云中识别出七对相反海湾构成的点对称形态，与核心坍缩超新星的抖动喷流爆炸机制（JJEM）相符，表明抖动喷流甚至能引爆极低能量的超新星，巩固了JJEM作为主要爆炸机制的地位。
2024-11-12 astro-ph.HE
Rayleigh-Taylor instability in Magnetohydrodynamic Simulations of the Crab Nebula
本文讨论了脉冲星风星云（PWN）轴对称模拟中瑞利-泰勒细丝的发展。高分辨率的自适应网格细化磁流体动力学（MHD）模拟来解决的非线性演化的不稳定性。星云中的湍流和丝状体的分级生长是丝状体典型分离的媒介。在最近的全球三维模拟PWN中发现的强磁耗散和场随机化表明，磁张力不足以抑制RT细丝的生长，与蟹状星云中突出细丝的观察结果一致。这里给出的长期轴对称结果证实了这一发现。
2014-05-21 astro-ph.HE
PeV emission of the Crab Nebula: constraints on the proton content in pulsar wind and implications
最近，LHAASO从蟹状星云中探测到了两个能量约为1 PeV的光子，为研究脉冲星风星云（PWNe）打开了一个超高能窗口。值得注意的是，在最高能量端的LHAASO光谱显示出可能的硬化，这可能表明存在新的成分。一个包含主电子成分和次级质子成分的双成分方案已经被提出来解释蟹状星云的整个光谱，需要在现在的蟹状星云中保留$10^{46}-10^{47}{\rm ergs}$的质子能量。本文利用蟹状星云LHAASO观测数据，考虑相对论质子扩散逃逸的影响，研究了脉冲星风中相对论质子的能量含量。根据相对论质子逃逸的程度，脉冲星风中丢失的质子总能量可能比目前留在星云中的能量大10-100倍。我们发现，目前的LHAASO数据允许高达$(10-50)\%$的自旋下降的能量转换成相对论质子的恒星。从PWNe逃逸的质子可以对10-100 PeV的宇宙线通量做出相当大的贡献。我们还讨论了可能的频谱硬化在PeV能量的轻子方案。
2021-09-29 astro-ph.HE
Turbulent model of Crab nebula radiation
我们建立了蟹状星云非热辐射的湍流模型。本模型解决了Kennel-Coroniti（1984）模型的一些长期存在的问题：（i）σ问题;（ii）射电电子的硬谱;（iii）γ射线耀斑的高峰值能量;（iv）红外（IR）发射的空间演化。星云包含两个注入粒子群：通过费米-I机制在风终止激波处加速的质子-I，以及在蟹状星云中心部分高度磁化（$σ$ $\gg 1$）等离子体中重连湍流时加速的质子-II。重联湍流湍流-II从射电扩展到伽马射线：它加速具有硬谱的射电电子，破坏大尺度磁通量（从而解决了西格玛问题），偶尔会产生伽马射线耀斑（来自最大尺度的重联事件）。该模型再现了蟹状星云的宽带光谱，从无线电中的低频同步辐射到TeV能量的逆康普顿辐射，以及红外和光学波段光谱指数的空间分辨演化。
2020-05-13 astro-ph.HE
On the MHD modeling of the Crab Nebula radio emission
近年来，脉冲星风星云（PWNe）物理学的许多方面都可以在相对论MHD描述中得到充分解释，这已经成为一个公认的范式。数值模拟已经被证明非常成功地再现了蟹状星云的X射线形态，精确到非常精细的细节。相反，无线电发射是目前这些物体物理学中最模糊的方面之一，也是关于脉冲星属性及其作为反物质工厂的重要信息之一。在这里，我们解决的问题，从蟹状星云的无线电发射形态和综合频谱，通过使用第一次的轴对称动力学模型的参数选择，以最好地再现其X射线形态。根据我们的研究结果，我们讨论的无线电发射粒子的起源的限制。
2013-10-31 astro-ph.HE
Six years of VERITAS observations of the Crab Nebula
Georgia Institute of Technology（佐治亚理工学院）
本文基于VERITAS六年的观测数据，研究蟹状星云的高能伽马射线能谱、光变曲线及扩展特性，探讨非热辐射机制与能量转化过程。
2015-08-26 astro-ph.HE
Detection of UHE gamma rays from the Crab Nebula: Physical Implications
蟹状星云是一个极端的粒子加速器，将电子的能量提高到几个PeV（$10^{15} \ \rm eV$），接近理论允许的最大能量。加速现场的物理条件和加速过程本身的性质仍然高度不确定。同步辐射和逆康普顿（IC）辐射通道分别包含了最高能量加速粒子的关键信息，能量分别在1~MeV和100~TeV以上。近年来，在蟹状星云中探测到了能量高达300 TeV的超高能γ射线信号，这使得我们能够确定最高能量电子的能量分布，并以无参数的方式导出加速区$B\leq120\rm\,μG$的磁场强度。这一估计带来了新的约束的非热粒子分布的属性，并提出了重要的约束MHD模型的蟹状星云，特别是可行的磁化和各向异性的脉冲星风。对同步辐射和IC辐射的计算表明，在未来的观测中，利用能探测到300 TeV以上和1 MeV以上能量的仪器，将能阐明蟹状星云中电子加速超过PeV能量的条件。具体而言，将（1）验证电子能量分布的假设多分量组成，以及（2）确定负责PeV电子加速的区域中的磁场强度。
2019-11-18 astro-ph.HE
Investigating the energy distribution of the high-energy particles in the Crab nebula
蟹状星云是一个突出的脉冲星风星云（PWN），在多波段观测中被发现，从射电到甚高能（VHE）$γ$射线。最近，大型高海拔空气簇射天文台（LHAASO）探测到了能量高于$1 \mathrm{PeV}$的$γ$ -射线，星云中能量最高的粒子的能量可以被限制。在本文中，我们研究了蟹状星云的最宽光谱能量分布和电子发射的多波长非热辐射的能量分布的基础上一个单区的时间依赖模型。星云由脉冲星提供能量，当脉冲星旋转下降时，具有破幂律谱的高能电子/正电子不断注入星云。轻子通过同步辐射和逆康普顿散射产生多波长非热辐射。使用适当的参数，可以很好地再现星云的探测通量，特别是从$10^2\,\mathrm{MeV}$到$1\,\mathrm{PeV}$的$γ$ -射线。结果表明，探测到的$γ$ -射线是由轻子通过逆康普顿散射产生的，最高能轻子的洛伦兹因子的下限为$\sim 8.5\times10^{9}$ .可以得出结论，蟹状星云中存在能量高于$4.3$ \，PeV的电子/正电子。
2021-09-15 astro-ph.HE
Electron Acceleration in the Crab Nebula
本文研究了条纹脉冲星风终端激波处的电子和正电子加速。沿着激波表面的漂移运动使电子或正电子--但不是两者--靠近脉冲星的赤道面，在那里它们被一阶费米过程加速。它们的能谱是幂律的，并且由NuSTAR测量的蟹状星云的X射线通量和光子指数都可以在足够大的下游湍流水平下重现。脉冲星风星云中电荷的一个符号被优先加速的暗示对于解释宇宙射线中的正电子分数具有潜在的重要性。
2019-09-13 astro-ph.HE
The Crab Nebula Revisited Using HST/WFC3
利用HST/WFC3重新观测蟹状星云，通过多波段数据对比揭示其外层丝状结构的新特征和未知起源。
2025-12-11 astro-ph.GA astro-ph.HE astro-ph.SR
A recent change in the optical and γ-ray polarization of the Crab nebula and pulsar
我们报告了利用Galway天文斯托克斯偏振计（GASP）、哈勃空间望远镜/高级巡天照相机（HST/ACS）和国际伽马射线天体物理实验室卫星（Integral）对蟹状星云和脉冲星系统的光学和γ射线光子偏振的观测结果。当结合其他光学偏振观测结果时，这些结果表明偏振的光发射和γ射线偏振以类似的方式变化。通过这项工作已经观察到光学偏振角的变化，从2005年的109.5 \pm 0.7°到2012年的85.3 \pm 1.4 °。另一方面，γ射线偏振角从2003-2007年的115 \pm 11 °变为2012-2014年的80 \pm 12 °。在过去几年中，Agile和Fermi的高能γ射线任务在蟹状星云中探测到了强烈的耀斑活动，并提出了磁重联过程来解释这些观测结果。GASP和Integral首次观测到蟹状星云/脉冲星的偏振光学和γ射线发射的变化，这可能表明蟹状星云中可能存在重联。我们还报告，为第一次，从蟹状星云脉冲星+结系统的光学圆偏振的非零措施。
2015-11-24 astro-ph.HE
Gamma-ray flare and absorption in Crab Nebula: Lovely TeV-PeV astrophysics
我们光谱适合GeV的伽玛射线耀斑最近观察到的蟹状星云考虑一个小的斑点洛伦兹推向我们。指出TeV-PeV区的逆康普顿耀斑比同步辐射增强了一个洛伦兹因子平方\sim <$^2，它已经排除了<$\gtrsim 200，并将被未来的TeV-PeV观测站CTA，Tibet AS + MD和LHAASO探测到。我们还表明，从蟹状星云发出的PeV光子被吸收的宇宙微波背景辐射通过电子-正电子对创建。
2012-05-25 astro-ph.CO astro-ph.HE hep-ph
Ultrahigh-energy Gamma-Ray Radiation from the Crab Pulsar Wind Nebula
蟹状星云的高能伽马射线辐射是来自轻子过程还是强子过程一直存在争议。本文分别用轻子模型和轻子-强子混合模型研究了蟹状星云脉冲星风的多波段非热辐射。然后利用马尔可夫链蒙特卡罗（MCMC）抽样技术和抽样迹法，根据近期观测结果研究了模型参数的稳定性和合理性，得到了参数的最佳拟合值。最后，我们计算了蟹状星云中电子和质子产生的不同辐射分量。模拟结果表明，单带的纯轻子起源模型可以部分地符合部分实验数据（包括LHAASO报道的$\rm PeV$ γ射线辐射和从射电到甚高能γ射线波段的其他辐射），强子相互作用的贡献几乎不受约束.然而，我们发现强子过程也可能有贡献，特别是在能量范围超过$\rm PeV$。此外，可以推断，未来可能会观测到来自蟹状星云的更高能量信号。
2022-01-11 astro-ph.HE
Properties and Spatial Distribution of Dust Emission in the Crab Nebula
最近对超新星遗迹（SNRs）中新形成的尘埃的红外（IR）观测发现，尘埃质量比理论模型预测的和从高红移观测中测量的要低得多。蟹状星云的脉冲星风被认为是席卷了新形成的超新星（SN）尘埃以及喷出的气体。这一尘埃的证据是在蟹状星云的积分光谱中发现的红外过量，以及在同步加速器星云的消光中发现的，后者揭示了灯丝核心中尘埃的存在。我们提出了第一个空间分辨的尘埃发射光谱的蟹状星云获得的红外光谱仪搭载斯皮策太空望远镜。红外光谱以同步辐射为主，并显示来自S，Si，Ne，Ar，O，Fe和Ni的禁带线发射。我们从3.6和4.5微米的图像中得到了同步辐射光谱图，并从我们的数据中减去了这一贡献，以产生尘埃残留连续辐射的地图。尘埃排放似乎是集中在沿喷出物长丝，是很好地描述了无定形碳或硅酸盐颗粒成分。我们发现硅酸盐的尘埃温度为55+/- 4 K，碳颗粒的尘埃温度为60 +/- 7 K。估计的尘埃总质量为0.0012-0.012太阳质量，远低于核心坍缩超新星的理论尘埃产量。我们的颗粒加热模型意味着尘埃颗粒半径相对较小，不像IIP型SN中形成的尘埃颗粒所预期的那样。
2012-05-09 astro-ph.GA astro-ph.HE
Hadronic emission from the environment of the Crab Pulsar Wind Nebula by re-accelerated particles
本文模拟超新星遗迹质子进入蟹状脉冲星风云后在终端激波再加速并与致密纤维作用的强子辐射，解释LHAASO的PeV光子并给出中微子预测。
2025-04-11 astro-ph.HE
Photon splitting constraint on Lorentz Invariance Violation from Crab Nebula spectrum
在洛伦兹不变性破缺的量子电动力学模型中，计算了光子分裂为三个光子的衰变宽度。我们表明，这一过程可以导致切断的天体物理源的光子光谱的非常高的能量的一部分。通过对HEGRA观测到的蟹状星云光谱的极高能量部分的分析，我们得到了光子在Lorentz违反质量标度上的95% CL束缚。这个界限改善了以前的约束超过一个数量级。
2019-03-27 astro-ph.HE hep-ph
Energy-dependent extension of the Crab Nebula as a diagnostic of ultrahigh-energy hadronic emission
Yuxi Normal University（玉溪师范学院）；Yunnan Agricultural University（云南农业大学）；Yunnan University（云南大学）
本研究提出蟹状星云能量相关延展可作为脉冲星风星云中超高能伽马射线起源的判别器，通过空间分辨轻子-强子场景解释其与轻子预期的差异，发现400 TeV以上强子主导、1.1 PeV处包含半径为纯轻子场景6倍，实现PeV强子加速诊断。
2026-08-27 astro-ph.HE
In-flight calibration of the INTEGRAL/IBIS Compton mode: Application to the Crab Nebula polarization
CEA/CNRS/Université Paris-Saclay, Université Paris Cité（法国原子能委员会/法国国家科学研究中心/巴黎萨克雷大学、巴黎西岱大学）；Julius-Maximilians-Universität Würzburg（维尔茨堡朱利叶斯-马克西米利安大学）；APC, Université Paris Cité/CNRS/CEA（粒子与宇宙学实验室，巴黎西岱大学/法国国家科学研究中心/法国原子能委员会）
本文通过利用蟹状星云数据，改进了INTEGRAL/IBIS康普顿模式的在轨校准，确定了其光谱和偏振特性，并测量了其偏振长期演化，同时提供了Python库用于数据分析。
2026-02-10 astro-ph.HE
Detection of Small Flares from the Crab Nebula with Fermi-LAT
蟹状星云脉冲星风星云（PWN）的伽马辐射在$\sim100$ MeV能量下表现出显著的变化，这是最近用星载伽马射线望远镜发现的。在这里，我们报告的结果，系统的搜索伽马射线耀斑使用7.4年的数据集获得的费米大面积望远镜。分析蟹状星云脉冲星的非脉冲相位，我们发现了7个以前未报道的低强度耀斑（“小耀斑”）。“小耀斑”起源于蟹状星云PWN的可变同步加速器分量，并显示出与蟹状星云PWN发射的稳定分量明显不同的特征。它们的特点是更大的流量和更硬的光子指数，类似于以前报道的耀斑。这些耀斑表现出日尺度的时间变化，并意味着一个强大的磁场的$B_{\rm min}\approx 1~\mathrm{mG}$在现场的伽马射线生产。这一结果似乎与星云非热辐射模型所揭示的典型值不一致。“小耀斑”的探测暗示了在星云的一部分产生了$100$ MeV以上的伽马射线，其性质与主发射体不同，例如，由于体积相对论运动。
2020-05-16 astro-ph.HE
VHE Gamma-ray Observation of Crab Nebula with HAGAR Telescope Array
HAGAR是一个由七个非成像大气切伦科夫望远镜组成的系统，位于印度喜马拉雅山脉拉达克地区的汉勒，海拔4270米{\it amsl}。自2008年以来，我们一直在观察蟹状星云，以评估HAGAR望远镜的性能。本文描述了在宇宙线背景中估算$γ$射线信号的分析技术。横跨九年的蟹状星云观测的综合结果显示了HAGAR望远镜的长期性能。基于大约219小时的数据，我们报告探测到的$γ$-射线从蟹状星云在约20 $σ$的显着水平，对应的时间平均通量为（1.64 $\pm$ 0.09）$\times10^{-10}$光子厘米$^{-2}$秒$^{-1}$以上230 GeV。此外，我们进行了详细的研究，可能的系统性影响，在我们的分析方法与哈格尔望远镜的数据。
2019-02-04 astro-ph.HE
Calibration and Performance Validation of the SST-1M Telescopes Using Crab Nebula Observations
本文介绍了SST-1M单镜小型切伦科夫望远镜原型机的SiPM定标程序与性能验证，基于在捷克Ondřejov天文台以立体模式部署的两台望远镜对蟹状星云的观测结果，展示了其在甚高能伽马射线探测中的优异性能。
2025-08-12 astro-ph.HE astro-ph.IM
Monitoring the Crab Nebula with Chandra:A Search for the Location of the gamma-ray Flares
在AGILE和费米-LAT团队于2010年秋季宣布发现蟹状星云的伽马射线耀斑之后，一项国际合作一直在使用钱德拉X射线天文台定期监测蟹状星云的X射线发射。在观测条件允许的情况下，观测通常每月进行一次。该计划的目的是深入描述星云内的X射线变化，如果可能的话，更精确地定位伽马射线耀斑的起源。2011年4月，我们触发了一系列钱德拉机会目标观测，并结合了迄今为止观测到的最明亮的伽马射线耀斑。我们简要总结了4月的X射线观测和我们迄今为止收集到的信息。
2012-12-26 astro-ph.HE
The dust content of the Crab Nebula
我们用贝叶斯SED模型模拟了蟹状星云的近红外到射电图像，同时拟合了它的同步加速器、星际和超新星尘埃发射。我们推断星际尘埃消光图的平均$A_{\text{V}}$ =1.08 $\pm$ 0.38等，与螃蟹的整体红外辐射的小贡献（<22%）一致。蟹状星云的超新星尘埃质量估计在0.032到0.049 M $_{\odot}$之间（对于无定形碳颗粒），尘埃的平均温度为$T_{\text{dust}}$ =41 $\pm$ 3 K，相当于尘埃的凝结效率为8- 12%。这个修正后的尘埃质量比以前的一些估计低了一个数量级，这可以归因于我们不同的星际尘埃修正，较低的SPIRE通量密度和较高的尘埃温度。蟹状星云内的尘埃主要存在于脉冲星南部的致密丝状体中，平均V波段尘埃消光为$A_{\text{V}}$ =0.20-0.39等，与最近的光学尘埃消光研究一致。模拟的同步加速器幂律谱与射电光谱指数$α_{\text{radio}}$ =0.297 $\pm$ 0.009和红外光谱指数$α_{\text{IR}}$ =0.429 $\pm$ 0.021一致。我们已经确定了一毫米的额外排放在螃蟹的中心地区，并认为它最有可能的结果从两个不同的人口同步辐射粒子。我们的结论是，蟹状星云的有效尘埃凝结（8-12%）提供了进一步的证据，证明超新星可以为星系中的星际尘埃预算提供实质性的贡献。
2019-06-05 astro-ph.GA astro-ph.HE
New constraints on Lorentz Invariance violation from Crab Nebula spectrum beyond $100$ TeV
最近，两个合作，西藏和HAWC，提出了新的测量的伽玛射线光谱从蟹状星云\cite{Amenomori:2019rjd}，\cite{Abeysekara:2019edl}继续超过$100$ TeV。我们利用这些数据建立了量子电动力学中洛伦兹不变性破坏参数的双边约束。四次色散关系的Lorentz破坏质量标度的极限为：超光速情况下的光子分裂和光子衰变为$4.1\times 10^{14}\ \mbox{GeV}$和$1.9\times 10^{13}\ \mbox{GeV}$，亚光速情况下的簇射抑制为$1.4\times 10^{12}$ GeV。
2019-11-08 astro-ph.HE hep-ph
Inductive spikes in the Crab Nebula - a theory of gamma-ray flares
我们表明，神秘的，快速变化的发射在~400兆电子伏观测到的蟹状星云的AGILE和费米实验可能是脉冲星风的质量负载突然下降的结果。维持风中波浪活动所需的电流则由极少数高洛伦兹因子的粒子携带。在撞击星云时，这些粒子产生了一个紧密的光束，高亮度的硬伽马射线爆发，类似于观察到的。这意味着（i）发射是星云环向场中的同步辐射，因此是线性偏振的;（ii）这种机制可能有助于其他强大的恒星的伽马射线发射，如麦哲伦云天体J 0537 -6910和B 0540 -69。
2017-10-12 astro-ph.HE
The Energy-dependent $γ$-ray Morphology of the Crab Nebula Observed with the Fermi Large Area Telescope
蟹状星云是一个明亮的非热辐射发射器，在整个可访问的波长范围内。从射电到硬X射线辐射，同步加速器星云的空间和光谱结构都很清晰。GeV至TeV能量的非脉冲发射主要是通过高能电子与同步辐射光子的逆康普顿散射产生的。在这些能量下观测到的空间结构提供了对电子分布的深入了解，并间接地限制了星云中迄今未知的磁场结构。通过对蟹状星云脉冲星的光谱模型进行适当改进，分析了$\sim$ 9.1年来积累的LAT数据，确定了蟹状星云在5- 500 GeV波段的68%包容半径（$R_{68}$）为$({0.0330\pm0.0025_{stat}}{^{+0.0012}_{-0.0075}}_{sys})^\circ$（${1.98'\pm0.15'_{stat}}{^{+0.07'}_{-0.45'}}_{sys}$）。估计的系统不确定性基于两个因素：（1）不同的分析方法，形态模型和事件类型，以及（2）用Mkn 421的观测值评估的点扩展函数。当比较\emph{Fermi} LAT和H.E.S.S.结果的空间扩展，我们发现的证据，能量依赖的收缩蟹状星云的$γ$射线的扩展（$R_{68}\propto E_\mathrm{IC}^{-α}$其中$α=0.155\pm0.035_{stat}{-0.037}_{sys}$）。
2021-02-01 astro-ph.HE
X-ray polarimetry of the Crab nebula with PolarLight: polarization recovery after the glitch and a secular position angle variation
我们报告了使用PolarLight X射线偏振仪对蟹状星云的后续观测，该观测揭示了与2019年脉冲星故障相关的偏振可能变化。新的观测结果证实，在故障发生后大约100天，偏振已经恢复。通过新的观测，我们发现用PolarLight从总星云发射测量的偏振角（PA）与42年前用OSO-8测量的偏振角（PA）有18.0 +- 4.6（deg）的差异，表明蟹状星云或脉冲星的偏振长期演化。PA的长期变化可能是历史上的多个故障，磁重联或星云中同步辐射结构的运动，或脉冲星磁几何结构的长期演化的结果。
2021-04-23 astro-ph.HE
Study of the Crab Nebula TeV emission variability during five years with ARGO-YBJ
蟹状星云的耀斑活动是伽马射线天空中最令人困惑的现象之一。在能量范围E> 100 MeV的光变曲线显示了从数小时到数周的时间尺度上的高通量变化，尖锐的发射峰叠加到持久的平滑调制，其起源仍在争论中。在TeV能量下对蟹状星云的长期观测可以为理解这种意外行为的机制提供有用的信息。ARGO-YBJ空气簇射探测器在2007年11月至2013年2月期间在0.5 - 20 TeV的能量范围内监测蟹状星云。在Fermi观测到的耀斑发作期间，ARGO-YBJ的平均通量比平均值大2.4倍\pm 0.8倍。通过对蟹状星云流量的长期研究，ARGO-YBJ的光变曲线与均匀流量一致，概率为0.11。然而，与4.5年的费米LAT光变曲线的比较显示了两个实验数据之间的相关性。ARGO-YBJ观测到的相对于平均值的百分比通量变化与费米速率的变化一致，这表明，在调制是真实的假设下，在观测到的通量变化的起源处有相同的物理过程。
2013-07-26 astro-ph.HE
A 3D Kinematic Study of the Northern Ejecta "Jet" of the Crab Nebula
我们提出[O III] 4959，5007发射线光谱（FWHM = 40公里/秒）的蟹状星云的北部喷出物'喷'。这些数据，以及最近的[O III]图像的螃蟹，被用来建立三维模型的射流和邻近的残余星云，以更好地了解射流的属性和可能的形成。我们发现喷流的径向速度范围从-190到+480 km/s，横向速度从1600到2650 km/s。在[O III]发射中，喷流看起来几乎是中空的，除了喷流底部与残骸连接的一些物质。我们的3D重建表明，射流是椭圆形的形状和略漏斗状，而不是一个直的圆柱形管之前认为的。在喷流的底部，我们发现了蟹状星云主壳中有一个重要开口或“通道”的证据。我们的分析射流的膨胀特性和位置支持的理论，射流可能只是代表最高的速度分量的螃蟹的N-S双极膨胀。
2014-12-11 astro-ph.HE
The Spectrum of the Crab Nebula and Highest Energy Photons Measured by HAWC
HAWC开发了新的能量算法，使用人工神经网络对甚高能量（VHE）初级伽马射线能量进行逐事件重建。与之前的HAWC光子估计方法不同，这些方法估计光子能量具有良好的能量精度和准确度，范围从1 TeV到大于100 TeV。最高能量的光子发射对于理解天体物理源的加速机制以及加速可能在何处截止具有重要意义。我们应用新的HAWC重建提出的初步测量的最高能量的光子发射的蟹状星云和6个额外的源在银河系平面发射超过50 TeV。我们已经观察到超过200 TeV的光子，置信度为95%。我们还比较适合HAWC螃蟹光谱与其他测量和理论模型的螃蟹光谱。
2019-08-29 astro-ph.HE
A Search for Short-term Variability in the Very High Energy Gamma-ray Emission from the Crab Nebula
蟹状星云长期以来一直被认为是高能天体物理学的标准烛光，但近年来，这一假设在keV-GeV波段被强烈反驳。根据这些发展，正在对该星云进行甚高能量（VHE; E>300 GeV）的可变性研究，其初步结果在这里介绍。这项初步研究是基于惠普尔10米望远镜10年（2001-2011）的档案数据。检索数据集，以寻找1、7和14天时间尺度上的变异性证据。迄今为止，尚未发现重大的燃烧活动，但正在进行模拟，以确定可能探测到的变化程度。
2012-10-13 astro-ph.HE
Searching for Variability of the Crab Nebula Flux at TeV Energies using MAGIC Very Large Zenith Angle Observations
蟹状星云曾经被认为是一个稳定的源，直到AGILE和费米伽马射线天文台在MeV和GeV能量范围内观测到通量增加30倍的强烈耀斑。现有的星云模型通常假设，在较低的能量发射同步辐射的电子人口是负责通过逆康普顿（IC）散射的VHE发射。这表明，同步加速器$γ$射线发射的可变性也可以在多TeV的能量范围内观察到。到目前为止，还没有发现蟹状星云流量在VHE制度的变化。2015年，MAGIC开始了一项观测活动，提高了$γ$ -射线的收集效率，超过几十TeV。这些观测是在甚大天顶角（VLZA）下进行的，并导致收集面积大幅增加。这使我们能够在比标准观测更短的时间内观察到TeV能量下的低通量，并显着增加可观测的能量。自2015年以来，我们研究了从VLZA数据中获得的蟹状星云光变曲线，以寻找最高TeV能量下的通量变化。将介绍本研究的结果。
2019-09-10 astro-ph.HE
New expansion rate measurements of the Crab Nebula in radio and optical
我们提出了新的无线电测量的蟹状星云的同步加速器星云的膨胀率超过30年的时间。我们找到了CE 1255 +-27射电同步加速器星云的收敛日期。我们还重新评估了光学线发射灯丝的膨胀率，我们表明，传统的估计，其收敛日期略有偏差。使用无偏贝叶斯分析，我们发现CE 1091 +- 34的细丝的收敛日期（比以前的估计早约40年）。我们的研究结果表明，自CE 1054爆炸以来，同步加速器星云和光学线发射细丝都被加速，但同步加速器星云被相对强烈地加速，而光学细丝只被轻微地加速。同步辐射的膨胀速度比灯丝快，这一发现支持了这样一种观点，即灯丝是脉冲星风星云和周围自由膨胀的超新星喷出物之间界面处的瑞利-泰勒不稳定性的结果，并排除了脉冲星风气泡直接与蟹状星云前身的前超新星风相互作用的模型。
2015-09-09 astro-ph.HE astro-ph.SR
Rapid Gamma-ray flux variability during the 2013 March Crab Nebula flare
我们报告了一个明亮的耀斑在蟹状星云检测到的大面积望远镜（LAT）上的费米伽马射线太空望远镜。亮度显著增加的时期发生在2013年3月，持续了大约2周。在此期间，我们观察到通量变化的时间尺度约为5小时。脉冲星和它的星云的组合光子通量超过100 MeV，在2013年3月6日达到峰值$(12.5\pm 0.8)\cdot 10^{-6}$ \，cm $^{-2}$ \，s $^{-1}$。这个值超过平均通量几乎6倍，意味着单独星云的同步加速器部分的通量要高出$\sim20$倍。这是从这个来源观察到的第二个最亮的耀斑。在爆发期间收集的LAT数据的光谱和时间分析揭示了蟹状星云的快速变化的同步加速器组件，而脉冲星发射保持恒定的时间。
2013-08-30 astro-ph.HE
The search for short-term flares in extended VHE Crab Nebula observations with the Whipple 10m telescope
1989年，惠普尔10米望远镜第一次无可争议地探测到了TeV伽马射线源，蟹状星云。在2011年退役之前，惠普尔望远镜定期测量星云。随着最近在蟹状星云中发现了GeV伽马射线耀斑活动，现在是返回惠普尔望远镜数据集并搜索其广泛的档案以寻找TeV耀斑证据的合适时机。一个数据集的蟹状星云跨越十年，2000 - 2010年，编译和搜索日尺度耀斑活动使用贝叶斯块分箱算法。蒙特卡罗模拟表明，在短时间尺度上的低水平通量增加是难以检测的。假设耀斑持续时间为7天，计算数据集中5倍、2倍和1.5倍耀斑可能频率的99%置信水平上限。五倍耀斑的上限为每年0.02次耀斑，两倍耀斑的上限为每年0.27次耀斑。1.5倍光斑的检出与该方法的假阳性率一致，因此不能排除。
2015-08-27 astro-ph.HE
Testing Lorentz invariance of electrons with LHAASO observations of PeV gamma-rays from the Crab Nebula
大型高空空气簇射天文台（LHAASO）最近报道了从蟹状星云中探测到能量高达$1.1~\textrm{PeV}$的γ射线辐射。利用反康普顿电子不存在真空切伦科夫效应的条件，我们将电子色散关系中的线性洛伦兹不变性破坏（LV）边界提高了$10^{4}$倍.我们证明了LV效应对电子的严格限制，与某些量子引力~（QG）模型所期望的LV类型相容，例如弦/D-膜激发的时空泡沫。我们认为，这样的模型是支持的蟹状星云的约束，从LHAASO的观测，以及各种LV光子现象的日期。
2022-04-06 astro-ph.HE gr-qc hep-ph
Multi-band Emission up to PeV Energy from the Crab Nebula in a Spatially Dependent Lepto-hadronic Model
在蟹状星云中探测到了从射电到超高能伽马射线的多波段辐射。为了解释观测到的结果，我们在一个空间相关的轻强子模型中仔细研究了蟹状星云的非热光子产生\textbf{in}。在我们的模型中，PWN的动力学演化是在一个球对称系统中模拟的。电子和质子都在终止激波处被加速。同时求解了相应的粒子传播方程和光子演化方程。对于蟹状星云，我们的结果表明，所观察到的多带光子光谱可以很好地再现与合理的模型参数。特别地，能量为$\gtrsim 200$ TeV的光子主要由强子分量通过质子-质子相互作用贡献。强子分量的贡献取决于质子谱指数$α_{\rm p}$和PWN中介质的数密度$n_{\rm H}$。此外，还用不同的质子谱指数预测了高能中微子流。预测的通量不仅远低于现有中微子观测站的灵敏度，而且也低于能量小于$\sim 40$ TeV的大气中微子本底。此外，计算的表面亮度和光谱指数的径向轮廓。
2021-12-30 astro-ph.HE
INTEGRAL probes the morphology of the Crab nebula in hard X-rays/soft gamma-rays
目标。我们使用的IBIS/ISGRI望远镜板上的INTEGRAL测量的质心的位置的20-200千电子伏的发射从螃蟹地区。方法.我们发现，IBIS望远镜在观测过程中，其掩模的温度会影响其天体测量。在对这种影响进行校正后，我们证明了望远镜天体测量中的系统误差为0.5角秒的量级。在蟹状星云和其他几个明亮的光源的情况下，非常大量的光子使得质心的统计不确定性水平小于或相当于这个值。结果我们发现，在硬X射线（20-40千电子伏）的蟹状星云的质心移动了8.0角秒相对于蟹状星云的X射线质心的方向上的脉冲星。在更高的能量（40-100和100-200 keV）下也发现类似的位移。我们观察到一个趋势，随着能量的变化，这可以解释为脉冲分数的增加。为了区分脉冲星和星云的贡献，我们将数据分为脉冲和脉冲样本。令人惊讶的是，星云发射（即，关闭脉冲）位于显着远离星云的X射线质心。结论.在所有3个能量带（20-40，40-100和100-200 keV），我们发现星云的质心明显偏离预测的位置。我们解释这种转变的截止电子光谱在星云的外部区域，这可能是所观察到的光谱断裂约100千电子伏的起源。从一个简单的星云球对称模型中，我们估计在环面外部区域（距离脉冲星约0.35 pc）的电子达到了略低于10^14 eV的最大能量。
2009-11-03 astro-ph.HE
Scale hierarchy in Horava-Lifshitz gravity: a strong constraint from synchrotron radiation in the Crab nebula
Horava-Lifshitz引力模型包含由特征尺度抑制的高阶算子，该特征尺度要求在参数上小于普朗克尺度。我们表明，重新计算的同步辐射约束蟹状星云足以排除这种规模是相同的数量级的洛伦兹打破规模的物质部门的可能性。这突出了需要一种机制，抑制渗透的洛伦兹破坏的物质部门，是有效的高阶运营商以及。
2012-12-18 astro-ph.HE gr-qc hep-th
Gamma-ray flares from the Crab Nebula
一颗年轻而充满活力的脉冲星为著名的蟹状星云提供动力。在这里，我们描述了两个独立的伽马射线（光子能量>100兆电子伏）耀斑从这个源检测到的大面积望远镜上的费米伽马射线太空望远镜。第一次耀斑发生在2009年2月，持续了大约16天。第二次耀斑于2010年9月发现，持续了大约4天。在这些爆发期间，来自星云的伽马射线通量分别增加了4倍和6倍。耀斑的短暂性意味着伽马射线是由PeV（10 ^15 eV）电子通过同步辐射发射出来的，辐射区域小于1.4 × 10^-2 pc。这些是可以与离散天文源相关联的最高能量粒子，它们对粒子加速理论提出了挑战。
2011-01-10 astro-ph.HE
On the origin of variable gamma-ray emission from the Crab Nebula
脉冲星风终端激波的倾斜几何形状保证了多普勒聚束对激波辐射的强烈影响。我们说明了这一点，使用最近的相对论MHD模拟的蟹状星云，也表明，所观察到的大小，形状和距离脉冲星的蟹状星云内结是一致的，其解释为多普勒增强发射的终止冲击。如果产生同步加速器伽马射线的电子只在终止激波处被加速，那么它们的短寿命确保了这些伽马射线产生于激波附近，并且也受到多普勒波束的强烈影响。因此，蟹状星云中观测到的大部分100 MeV左右的同步辐射伽马射线可能来自其内部结。这一假设与观测到的内结光通量是一致的，只要它的光伽马光谱指数与Kennel & Coroniti星云光谱模型中的注入光谱指数相同。在最近的数值模拟中发现的终端激波的不稳定性，可以引起同步辐射γ射线发射的观察到的变化。考虑到这个结的尺寸很小，2010年9月蟹状星云的伽马射线耀斑也可能来自这个结，尽管实际的机制仍然不清楚。该模型预测的时间变化的同步伽马射线通量的费米和AGILE窗口与非脉冲光通量的变化从1弧秒内的螃蟹脉冲星的相关性。
2011-01-31 astro-ph.HE physics.comp-ph physics.plasm-ph
