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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
Crab GeV flares from corrugated termination shock
由AGILE和费米卫星探测到的蟹状星云的极高能量伽马射线耀斑挑战了我们对脉冲星风星云的理解。耀斑的持续时间很短，只有几天，特别令人困惑，因为它比星云的动力学时间尺度短得多。在这项工作中，我们调查分析和通过数值模拟的电磁签名预计从大振幅低频磁声波内产生的蟹状星云引起的终端冲击波扰动。结果，斜终止激波产生时间相关的、轻度相对论性的激波后流。使用相对论MHD版本的RIEMANN程序，我们模拟了终端激波与下游扰动的相互作用。我们证明了在激波后流中同步辐射的温和多普勒增强可以产生明亮的短时间尺度耀斑。
2011-09-06 astro-ph.HE
Modelling the Kinked Jet of the Crab Nebula
本文利用PLUTO程序，通过三维相对论MHD数值模拟，研究了蟹状星云脉冲星东南喷流与超新星喷发物相互作用过程中的动力学传播。最初的喷流结构是从蟹状星云的内部区域建立起来的。我们研究了热，相对论空心流出最初携带一个纯粹的方位角磁场的演变。我们的喷流模型的特点是不同的选择流出磁化（$σ$参数）和体洛伦兹因子（$γ_{j}$）。我们表明，射流是严重影响的增长电流驱动的扭结不稳定性，在其整个传播长度造成相当大的偏转。这种行为通过较大流速和/或减小的磁场强度的组合作用而部分稳定。我们发现，我们最好的喷流模型的特点是相对较大的$σ$（$\gtrsim 1$）和小值的$γ_{j}\simeq 2$。我们的研究结果与最近的蟹状星云东南急流的X射线（\textit{Chandra}）数据吻合得很好，表明该急流在几年的时间尺度上改变了传播方向。这里提出的三维模型可能有重要的影响，在相对论外流粒子加速的调查。
2013-09-02 astro-ph.HE
Constraints on particle acceleration sites in the Crab Nebula from relativistic MHD simulations
蟹状星云是银河系中最有效的加速器之一，也是唯一显示PeV粒子直接证据的星系源。尽管如此，这种有效加速背后的物理过程仍然是一个谜。虽然粒子加速，至少在最高的能量，通常被认为发生在脉冲星风终止冲击，上游流的属性被认为是不均匀的沿冲击表面，和重要的约束机制在工作中来自准确的知识，沿这个表面粒子被加速。在这里，我们使用轴对称相对论MHD模拟，以获得在蟹状星云的不同能量的粒子的加速网站（S）的约束。各种方案被认为是注入粒子负责同步辐射在不同的频带，无线电，光学和X射线。由此产生的发射特性进行比较与现有的数据的多波长的时间变化的内部星云。我们的主要结果是X射线发射粒子在脉冲星风的赤道区域被加速。加速机制的性质上可能的影响进行了讨论。
2015-02-23 astro-ph.HE
2003-2018 Monitoring of the Crab Nebula Polarization in hard X-rays with INTEGRAL SPI
我们分析了16年的观测致力于螃蟹（脉冲星+星云）与积分SPI仪器，以研究其偏振特性。我们发现，源提出了一个基本上偏振的发射（PF = 24%）在硬X射线域，与电矢量对准的脉冲星自旋轴，在协议与其他结果在不同的波长。偏振特性随能量的稳定性和数据所涵盖的16年是显着的，完成了光谱域中的源的标准烛光状态。偏振测量表明，同步辐射是从射电到硬X射线光子产生的主要机制。高水平的极化发射指出了源的稳定性，特别是磁场配置和几何形状。
2019-07-22 astro-ph.HE
Highly magnetized region in pulsar wind nebulae and origin of the Crab gamma-ray flares
最近在蟹状星云发现的伽玛射线耀斑，一般认为是星云内一个高磁化区域的磁能释放。我认为，这样一个区域自然出现在内部星云的极地区域。在脉冲星风中，坡印廷通量到等离子体能量的有效耗散只发生在赤道带，那里的能量主要是通过交变场转移的。在高纬度地区，脉冲星风仍然是高度磁化的，因此，在极地地区的终端激波是弱的，激波后的流动仍然是相对论的。我研究了这种流动的结构，并表明，流动在第一次扩大和减速，然后它收敛和加速。在流动的会聚部分，扭结不稳定性触发磁耗散。能量释放区出现在所观察到的射流的底部。一个特定的相对论收缩磁环湍流有效地加速粒子，使同步辐射在数百兆电子伏的波段，无论是持久的和耀斑，来自这个网站。
2012-09-07 astro-ph.HE
Flares in the Crab Nebula Driven by Untwisting Magnetic Fields
最近从蟹状星云中发现了PeV电子，产生于一天或更短的快速时间尺度上，具有尖锐的峰值伽马射线光谱，没有硬X射线，挑战了传统的扩散冲击加速模型，然后是同步辐射。在这里，我们概述了一个加速模型，涉及一个直流电场平行于磁场在扭转环向场的脉冲星。扭转场局部区域电阻率的突然发展被认为会驱动粒子加速，达到PeV能量，导致耀斑。该模型能再现观测到的$T \approx 1$日的时间尺度、$U_{Φ,rr} \approx 1$ MeV的峰值光子能量、$U_{e,rr} \approx 1$ PeV的最大电子能量和$L \approx 10^{36}$ erg s $^{-1}$的亮度。
2012-04-30 astro-ph.HE
Unraveling the Geometry of the Crab Nebula's "Inner Ring"
钱德拉拍摄的蟹状星云图像解析了其“内环”的详细结构，可能是脉冲加速的相对论粒子开始发射X射线的终止激波。对这些图像的分析发现，椭圆的中心-可能是一个投影的圆环-距离脉冲星图像约0.9”（2 kpc时10光日），位置角约为300°（北偏东）。该分析还测量了椭圆的性质：半长轴的位置角约为210°（北偏东）;纵横比为0.49。在一个简单的，虽然不是唯一的，所观察到的几何形状的反投影，一个圆环是在对称轴的脉冲星风星云的中心。这个环不是赤道环，而是位于脉冲星中心坐标的+4.5°纬度附近。替代几何形状进行了简要讨论。
2011-09-13 astro-ph.HE
The inner knot of the Crab nebula
我们将蟹状星云的内结模拟为来自相对论脉冲星风的非球形MHD终止激波的同步辐射。激波后的流动是温和的相对论性的，因此，多普勒波束对激波的外观有很大的影响。该模型可以再现结的位置，大小，伸长率，亮度分布，光度和偏振提供的脉冲星风的有效磁化产生的节是低的，$σ\leq 1$。在条纹风模型中，这意味着条纹区相当宽，与蟹状星云脉冲星$\ge 45^\circ$的磁倾角相同;这与先前基于脉冲星伽马射线发射的依赖模型的估计一致。我们的结论是，微小的结确实是一个亮点的表面上的准静态磁相对论冲击，这个冲击是一个网站的有效粒子加速。另一方面，推导出的低磁化的结等离子体意味着这是一个不太可能的网站螃蟹的伽马射线耀斑，如果它们是相关的快速相对论性磁重联事件。
2015-10-21 astro-ph.HE
The Crab nebula variability at short timescales with the Cherenkov Telescope Array
自2009年以来，从蟹状星云的方向观测到了几个快速而明亮的高能耀斑（>100 MeV）。人们提出了几种假说来解释这一现象，但其起源仍不清楚。下一代切伦科夫望远镜在更高能量下探测对应物将是限制潜在发射机制的决定性因素。我们的目标是研究切伦科夫望远镜阵列（CTA）的能力，探索耀斑背后的物理，通过模拟蟹状星云光谱能量分布，无论是在耀斑和稳定状态，在星云的物理条件相关的不同参数。特别是，我们探索费米在2011年和2013年发生的两次特殊耀斑期间记录的数据。预期的GeV和TeV的伽马射线发射是使用不同的辐射模型。所得到的发射与CTA响应卷积，并进行检测测试，获得规则不同耀斑发射模型的参数空间的排除区域。我们的模拟显示了不同的情况下，可能有利于实现探测的耀斑在螃蟹CTA，在不同的制度的能量。特别是，我们发现，低次100 GeV的能量阈值望远镜的观测可以提供最模型约束的结果。
2022-10-09 astro-ph.HE
Extreme particle acceleration in magnetic reconnection layers. Application to the gamma-ray flares in the Crab Nebula
伽马射线空间望远镜AGILE和费米探测到蟹状星云中光子能量超过100 MeV的短而明亮的同步加速器伽马射线耀斑。这一发现表明，星云中的电子-正电子对在毫高斯磁场中被加速到PeV能量，这很难用粒子加速和脉冲星风星云的经典模型来解释。我们调查粒子加速在磁重联层是否可以解释耀斑的令人困惑的属性。我们数值积分的层附近的相对论测试粒子轨道，包括辐射反作用力，并使用大尺度电磁场的解析表达式。当它们被重联电场加速时，粒子被聚焦在磁场很小的电流层深处。电子受到同步加速器损失较少，并被加速到极高的能量。布居研究表明，在该层的末端，粒子分布在由电势降给出的最大能量处堆积，并聚焦成薄的扇形束。将该模型应用于蟹状星云，发现蟹状星云的同步辐射发射光谱的峰值在100 MeV以上，接近于单电子的光谱形状，耀斑逆康普顿辐射可以忽略不计，在其它波长处预计没有可探测到的辐射。这一机制为蟹状星云中的伽马射线耀斑提供了一个合理的解释，并可能在其他天体中起作用，例如活动星系核中的相对论喷流。
2012-01-05 astro-ph.HE
The Crab Nebula at subarcsecond resolution with the International LOFAR Telescope
本文利用国际LOFAR望远镜以亚角秒分辨率观测蟹状星云，结合多波段数据揭示了电离丝状结构对同步辐射的吸收效应，发现其分层结构延伸至更大尺度。
2025-06-24 astro-ph.HE
The Crab Nebula super-flare in April 2011: extremely fast particle acceleration and gamma-ray emission
2011年4月中旬，AGILE从蟹状星云中探测到了100 MeV以上的极强快速伽马射线。这一事件是蟹状星云在2007年至2011年中期期间产生的一系列重大伽马射线耀斑中的第四次。这些事件归因于蟹状星云内部强烈的辐射和等离子体不稳定性，它们的性质对于快速有效的粒子加速到10^15 eV的理论研究至关重要。在这里，我们研究了2011年4月16日达到创纪录的峰值F =（26 +/- 5）x 10^-6 ph cm^-2 s^-1的事件的非常快速的通量和光谱演化，我们确定上升时间尺度在6-10小时之间。峰值闪烁伽马射线谱在500 MeV附近达到明显的最大值，在1 GeV以上没有实质性的发射。蟹状星云快速的上升时间和整体演化强烈地限制了其加速机制，并对MHD模型提出了挑战。我们简要讨论我们的观察的理论含义。
2011-09-21 astro-ph.HE
Prospects for the characterization of the VHE emission from the Crab Nebula and Pulsar with the Cherenkov Telescope Array
切伦科夫望远镜阵列（CTA）将是下一代甚高能伽马射线天体物理学领域的仪器。与目前的设施相比，CTA的灵敏度有所提高，预计将揭示各种来源。特别是，我们将实现更深入的了解蟹状星云和脉冲星，这是最好的特点脉冲星风星云和旋转动力脉冲星，分别。我们的目标是通过模拟研究CTA关于这些对象的能力，使用目前正在开发的CTA未来数据分析的主要工具：Gammapy和ctools。我们的结论是，即使使用保守的仪器响应函数，CTA将能够解决许多关于脉冲星及其星云的光谱和形态的不确定性。CTA覆盖的大能量范围将使我们能够在不同的假设中解开星云光谱形状，对应于不同的潜在发射机制。此外，解析星云的内部结构（尺寸小于0.02度）并揭示它们的位置，将提供有关粒子在磁化介质中传播的关键信息。我们使用了一个理论上的非对称模型来描述星云的形态，我们表明，如果存在这种形态的预测，例如作为流体动力学或磁流体动力学模拟的结果，它可以直接与CTA结果进行比较。我们还测试了CTA探测蟹状星云脉冲星周期辐射的能力，获得了不同光变曲线形状的精确测量。
2019-12-04 astro-ph.HE
Confinement of the Crab Nebula with tangled magnetic field by its supernova remnant
脉冲星风是一种相对论性外流，其底部由坡印廷能量主导。基于具有有序磁场的脉冲星风星云（PWNe）的标准理想磁流体动力学（MHD）模型，观测到的慢膨胀$v_{\rm PWN} \ll c$要求其终端激波上游的风由动能主导，这与脉冲星风理论（$σ$ -problem）相矛盾。在本文中，我们扩展了PWNe的标准模型，唯象地考虑到有序的湍流磁场的转换和耗散的湍流磁场。磁结构的无序是从最近的三维相对论理想MHD模拟中推断出来的，而磁耗散是一种需要有限电阻率的非理想MHD效应。我们将这个模型应用到蟹状星云，发现转换效应是重要的流动减速，而耗散效应不是。即使对于坡印廷主导的脉冲星风，我们也采用$\sim 0.3$ yr的有限转换时标，得到蟹状星云的$v_{\rm PWN}$。磁耗散主要影响同步辐射特性。脉冲星风磁化强度$σ_{\rm w}$的任何值都允许在本模型的PWN动力学单独，即使是一个小的终端激波半径$\ll 0.1$ pc再现所观察到的蟹状星云的动力学特征。为了建立PWNe的高$σ_{\rm w}$模型，考虑宽谱及其空间分布，对现有模型进行扩展是很重要的。
2018-05-21 astro-ph.HE
Crab Nebula gamma-ray flares as relativistic reconnection minijets
蟹状星云伽马射线耀斑的持续时间异常短，亮度高，光子能量高，这需要发射等离子体的相对论运动。我们解释的蟹状星云耀斑的结果随机取向的相对论性的“迷你射流”起源于重联事件在磁主导的等离子体。我们开发了一个统计模型的发射从多普勒助推重联微型射流，并找到分析表达式的时刻所产生的星云光变曲线（如时间平均值，方差，偏度）。光变曲线具有平坦的功率谱，其在短时间尺度上转变为指数为2的递减幂律。小型喷流的通量分布遵循指数~1的递减幂律，这意味着耀斑的平均通量由明亮的稀有事件主导。对耀斑统计数据的预测可以根据即将到来的观测结果进行检验。我们发现观测到的耀斑光谱能量分布（SED）有几个显着的特点：一个硬幂律指数p~<1的加速粒子，预计在各种重联模型，包括一些证据的堆积附近的辐射反应极限。SED峰的光子能量高于同步辐射反应极限，表明耀斑辐射区的多普勒因子很小。我们的结论是，磁重联可以是一个重要的，如果不是占主导地位的，在星云内的粒子加速机制。
2012-05-23 astro-ph.HE
Anti-correlation between Flux and Photon Index of Hard X-ray Emission from The Crab
基于Swift BAT长达18年的观测数据，研究发现蟹状星云硬X射线流量与光子指数显著反相关，为星云辐射源自脉冲星星风同步辐射的理论提供了观测证据。
2025-03-12 astro-ph.HE
Spatially resolved polarization variation of the Crab Nebula
本文利用IXPE两年观测数据研究蟹状星云空间分辨偏振变化，发现三个区域偏振度显著变化而偏振角稳定，为理解其磁场结构与演化提供新证据。
2025-04-13 astro-ph.HE
Acceleration of X-ray Emitting Electrons in the Crab Nebula
我们研究粒子加速在终止冲击波的条纹脉冲星风的积分轨迹在一个指定的模型的磁场和流动模式。激波表面上的漂移运动使电子或正电子保持在靠近脉冲星赤道面的环形区域中的“Speiser”轨道上，使它们能够通过一阶费米机制加速到非常高的能量。幂律谱的结果是：$dN_{\rm e}/dγ\proptoγ^{α_{\rm e}}$，其中$α_{\rm e}$位于$-1.8$到$-2.4$的范围内，并取决于下游湍流水平。对于足够强的湍流，我们发现$α_{\rm e} \simeq -2.2$，和光子指数和流量的$1-100$ keV的X射线从蟹状星云，由NuSTAR测量，可以复制。粒子光谱在较低的湍流水平下硬化为$α_{\rm e} \simeq -1.8$，这可以解释钱德拉X射线天文台在星云中心区域观测到的硬光子指数。
2018-07-25 astro-ph.HE
