Back to Search Start Over

Peta-electron volt gamma-ray emission from the Crab Nebula

Authors :
The LHAASO Collaboration
Cao, Zhen
Aharonian, F.
An, Q.
Axikegu
Bai, L. X.
Bai, Y. X.
Bao, Y. W.
Bastieri, D.
Bi, X. J.
Bi, Y. J.
Cai, H.
Cai, J. T.
Cao, Zhe
Chang, J.
Chang, J. F.
Chen, B. M.
Chen, E. S.
Chen, J.
Chen, Liang
Chen, Long
Chen, M. J.
Chen, M. L.
Chen, Q. H.
Chen, S. H.
Chen, S. Z.
Chen, T. L.
Chen, X. L.
Chen, Y.
Cheng, N.
Cheng, Y. D.
Cui, S. W.
Cui, X. H.
Cui, Y. D.
Piazzoli, B. D'Ettorre
Dai, B. Z.
Dai, H. L.
Dai, Z. G.
Danzengluobu
della Volpe, D.
Dong, X. J.
Duan, K. K.
Fan, J. H.
Fan, Y. Z.
Fan, Z. X.
Fang, J.
Fang, K.
Feng, C. F.
Feng, L.
Feng, S. H.
Feng, Y. L.
Gao, B.
Gao, C. D.
Gao, L. Q.
Gao, Q.
Gao, W.
Ge, M. M.
Geng, L. S.
Gong, G. H.
Gou, Q. B.
Gu, M. H.
Guo, F. L.
Guo, J. G.
Guo, X. L.
Guo, Y. Q.
Guo, Y. Y.
Han, Y. A.
He, H. H.
He, H. N.
He, J. C.
He, S. L.
He, X. B.
He, Y.
Heller, M.
Hor, Y. K.
Hou, C.
Hou, X.
Hu, H. B.
Hu, S.
Hu, S. C.
Hu, X. J.
Huang, D. H.
Huang, Q. L.
Huang, W. H.
Huang, X. T.
Huang, X. Y.
Huang, Z. C.
Ji, F.
Ji, X. L.
Jia, H. Y.
Jiang, K.
Jiang, Z. J.
Jin, C.
Ke, T.
Kuleshov, D.
Levochkin, K.
Li, B. B.
Li, Cheng
Li, Cong
Li, F.
Li, H. B.
Li, H. C.
Li, H. Y.
Li, Jie
Li, Jian
Li, K.
Li, W. L.
Li, X. R.
Li, Xin
Li, Y.
Li, Y. Z.
Li, Zhe
Li, Zhuo
Liang, E. W.
Liang, Y. F.
Lin, S. J.
Liu, B.
Liu, C.
Liu, D.
Liu, H.
Liu, H. D.
Liu, J.
Liu, J. L.
Liu, J. S.
Liu, J. Y.
Liu, M. Y.
Liu, R. Y.
Liu, S. M.
Liu, W.
Liu, Y.
Liu, Y. N.
Liu, Z. X.
Long, W. J.
Lu, R.
Lv, H. K.
Ma, B. Q.
Ma, L. L.
Ma, X. H.
Mao, J. R.
Masood, A.
Min, Z.
Mitthumsiri, W.
Montaruli, T.
Nan, Y. C.
Pang, B. Y.
Pattarakijwanich, P.
Pei, Z. Y.
Qi, M. Y.
Qi, Y. Q.
Qiao, B. Q.
Qin, J. J.
Ruffolo, D.
Rulev, V.
Sáiz, A.
Shao, L.
Shchegolev, O.
Sheng, X. D.
Shi, J. Y.
Song, H. C.
Stenkin, Yu. V.
Stepanov, V.
Su, Y.
Sun, Q. N.
Sun, X. N.
Sun, Z. B.
Tam, P. H. T.
Tang, Z. B.
Tian, W. W.
Wang, B. D.
Wang, C.
Wang, H.
Wang, H. G.
Wang, J. C.
Wang, J. S.
Wang, L. P.
Wang, L. Y.
Wang, R. N.
Wang, Wei
Wang, X. G.
Wang, X. J.
Wang, X. Y.
Wang, Y.
Wang, Y. D.
Wang, Y. J.
Wang, Y. P.
Wang, Z. H.
Wang, Z. X.
Wang, Zhen
Wang, Zheng
Wei, D. M.
Wei, J. J.
Wei, Y. J.
Wen, T.
Wu, C. Y.
Wu, H. R.
Wu, S.
Wu, W. X.
Wu, X. F.
Xi, S. Q.
Xia, J.
Xia, J. J.
Xiang, G. M.
Xiao, D. X.
Xiao, G.
Xiao, H. B.
Xin, G. G.
Xin, Y. L.
Xing, Y.
Xu, D. L.
Xu, R. X.
Xue, L.
Yan, D. H.
Yan, J. Z.
Yang, C. W.
Yang, F. F.
Yang, J. Y.
Yang, L. L.
Yang, M. J.
Yang, R. Z.
Yang, S. B.
Yao, Y. H.
Yao, Z. G.
Ye, Y. M.
Yin, L. Q.
Yin, N.
You, X. H.
You, Z. Y.
Yu, Y. H.
Yuan, Q.
Zeng, H. D.
Zeng, T. X.
Zeng, W.
Zeng, Z. K.
Zha, M.
Zhai, X. X.
Zhang, B. B.
Zhang, H. M.
Zhang, H. Y.
Zhang, J. L.
Zhang, J. W.
Zhang, L. X.
Zhang, Li
Zhang, Lu
Zhang, P. F.
Zhang, P. P.
Zhang, R.
Zhang, S. R.
Zhang, S. S.
Zhang, X.
Zhang, X. P.
Zhang, Y. F.
Zhang, Y. L.
Zhang, Yi
Zhang, Yong
Zhao, B.
Zhao, J.
Zhao, L.
Zhao, L. Z.
Zhao, S. P.
Zheng, F.
Zheng, Y.
Zhou, B.
Zhou, H.
Zhou, J. N.
Zhou, P.
Zhou, R.
Zhou, X. X.
Zhu, C. G.
Zhu, F. R.
Zhu, H.
Zhu, K. J.
Zuo, X.
Source :
Science, 2021, Vol 373, Issue 6553, pp. 425-430
Publication Year :
2021

Abstract

The Crab pulsar and the surrounding nebula powered by the pulsar's rotational energy through the formation and termination of a relativistic electron-positron wind is a bright source of gamma-rays carrying crucial information about this complex conglomerate. We report the detection of $\gamma$-rays with a spectrum showing gradual steepening over three energy decades, from $5\times 10^{-4}$ to $1.1$ petaelectronvolt (PeV). The ultra-high-energy photons exhibit the presence of a PeV electron accelerator (a pevatron) with an acceleration rate exceeding 15% of the absolute theoretical limit. Assuming that unpulsed $\gamma$-rays are produced at the termination of the pulsar's wind, we constrain the pevatron's size, between $0.025$ and $0.1$ pc, and the magnetic field $\approx 110 \mu$G. The production rate of PeV electrons, $2.5 \times 10^{36}$ erg $\rm s^{-1}$, constitutes 0.5% of the pulsar's spin-down luminosity, although we do not exclude a non-negligible contribution of PeV protons to the production of the highest energy $\gamma$-rays.<br />Comment: 43 pages, 13 figures, 2 tables; Published in Science

Details

Database :
arXiv
Journal :
Science, 2021, Vol 373, Issue 6553, pp. 425-430
Publication Type :
Report
Accession number :
edsarx.2111.06545
Document Type :
Working Paper
Full Text :
https://doi.org/10.1126/science.abg5137