The Astrophysical Journal (Jan 2023)
Gamma-Ray Burst Observations by the High-Energy Particle Detector on board the China Seismo-Electromagnetic Satellite between 2019 and 2021
- F. Palma,
- M. Martucci,
- C. Neubüser,
- A. Sotgiu,
- F. M. Follega,
- P. Ubertini,
- A. Bazzano,
- J. C. Rodi,
- R. Ammendola,
- D. Badoni,
- S. Bartocci,
- R. Battiston,
- S. Beolè,
- I. Bertello,
- W. J. Burger,
- D. Campana,
- A. Cicone,
- P. Cipollone,
- S. Coli,
- L. Conti,
- A. Contin,
- M. Cristoforetti,
- G. D’Angelo,
- F. De Angelis,
- C. De Donato,
- C. De Santis,
- P. Diego,
- A. Di Luca,
- E. Fiorenza,
- G. Gebbia,
- R. Iuppa,
- A. Lega,
- M. Lolli,
- B. Martino,
- G. Masciantonio,
- M. Mergè,
- M. Mese,
- A. Morbidini,
- F. Nozzoli,
- F. Nuccilli,
- A. Oliva,
- G. Osteria,
- F. Palmonari,
- B. Panico,
- E. Papini,
- A. Parmentier,
- S. Perciballi,
- F. Perfetto,
- A. Perinelli,
- P. Picozza,
- M. Piersanti,
- M. Pozzato,
- G. Rebustini,
- D. Recchiuti,
- E. Ricci,
- M. Ricci,
- S. B. Ricciarini,
- A. Russi,
- Z. Sahnoun,
- U. Savino,
- V. Scotti,
- X. Shen,
- R. Sparvoli,
- S. Tofani,
- N. Vertolli,
- V. Vilona,
- V. Vitale,
- U. Zannoni,
- Z. Zeren,
- S. Zoffoli,
- P. Zuccon
Affiliations
- F. Palma
- ORCiD
- INFN-Sezione di Roma “Tor Vergata” , Via della Ricerca Scientifica 1, I-00133 Roma, Italy ; [email protected]
- M. Martucci
- ORCiD
- INFN-Sezione di Roma “Tor Vergata” , Via della Ricerca Scientifica 1, I-00133 Roma, Italy ; [email protected]
- C. Neubüser
- ORCiD
- INFN-TIFPA , Via Sommarive 14, I-38123 Povo (Trento), Italy
- A. Sotgiu
- ORCiD
- INFN-Sezione di Roma “Tor Vergata” , Via della Ricerca Scientifica 1, I-00133 Roma, Italy ; [email protected]
- F. M. Follega
- ORCiD
- INFN-TIFPA , Via Sommarive 14, I-38123 Povo (Trento), Italy; University of Trento , Via Sommarive 14, I-38123 Povo (Trento), Italy
- P. Ubertini
- ORCiD
- INAF-IAPS , Via Fosso del Cavaliere 100, I-00133, Roma, Italy
- A. Bazzano
- ORCiD
- INAF-IAPS , Via Fosso del Cavaliere 100, I-00133, Roma, Italy
- J. C. Rodi
- ORCiD
- INAF-IAPS , Via Fosso del Cavaliere 100, I-00133, Roma, Italy
- R. Ammendola
- ORCiD
- INFN-Sezione di Roma “Tor Vergata” , Via della Ricerca Scientifica 1, I-00133 Roma, Italy ; [email protected]
- D. Badoni
- ORCiD
- INFN-Sezione di Roma “Tor Vergata” , Via della Ricerca Scientifica 1, I-00133 Roma, Italy ; [email protected]
- S. Bartocci
- ORCiD
- INFN-Sezione di Roma “Tor Vergata” , Via della Ricerca Scientifica 1, I-00133 Roma, Italy ; [email protected]
- R. Battiston
- ORCiD
- INFN-TIFPA , Via Sommarive 14, I-38123 Povo (Trento), Italy; University of Trento , Via Sommarive 14, I-38123 Povo (Trento), Italy
- S. Beolè
- ORCiD
- University of Torino , Via P. Giuria 1, I-10125 Torino, Italy; INFN-Sezione di Torino , Via P. Giuria 1, I-10125 Torino, Italy
- I. Bertello
- ORCiD
- INAF-IAPS , Via Fosso del Cavaliere 100, I-00133, Roma, Italy
- W. J. Burger
- ORCiD
- INFN-TIFPA , Via Sommarive 14, I-38123 Povo (Trento), Italy
- D. Campana
- ORCiD
- INFN-Sezione di Napoli , Via Cintia, I-80126, Napoli, Italy
- A. Cicone
- ORCiD
- University of L’Aquila , Via Vetoio, I-67100, L’Aquila, Italy
- P. Cipollone
- INFN-Sezione di Roma “Tor Vergata” , Via della Ricerca Scientifica 1, I-00133 Roma, Italy ; [email protected]
- S. Coli
- ORCiD
- INFN-Sezione di Torino , Via P. Giuria 1, I-10125 Torino, Italy
- L. Conti
- ORCiD
- INFN-Sezione di Roma “Tor Vergata” , Via della Ricerca Scientifica 1, I-00133 Roma, Italy ; [email protected]; Uninettuno University , Corso V. Emanuele II, 39, I-00186, Roma, Italy
- A. Contin
- ORCiD
- University of Bologna , Viale Berti Pichat 6/2, Bologna, Italy; INFN-Sezione di Bologna , Viale Berti Pichat 6/2, Bologna, Italy
- M. Cristoforetti
- ORCiD
- INFN-TIFPA , Via Sommarive 14, I-38123 Povo (Trento), Italy; Fondazione Bruno Kessler , Via Sommarive 18, I-38123 Povo (Trento), Italy
- G. D’Angelo
- ORCiD
- INAF-IAPS , Via Fosso del Cavaliere 100, I-00133, Roma, Italy
- F. De Angelis
- INAF-IAPS , Via Fosso del Cavaliere 100, I-00133, Roma, Italy
- C. De Donato
- ORCiD
- INFN-Sezione di Roma “Tor Vergata” , Via della Ricerca Scientifica 1, I-00133 Roma, Italy ; [email protected]
- C. De Santis
- ORCiD
- INFN-Sezione di Roma “Tor Vergata” , Via della Ricerca Scientifica 1, I-00133 Roma, Italy ; [email protected]
- P. Diego
- ORCiD
- INAF-IAPS , Via Fosso del Cavaliere 100, I-00133, Roma, Italy
- A. Di Luca
- ORCiD
- INFN-TIFPA , Via Sommarive 14, I-38123 Povo (Trento), Italy; Fondazione Bruno Kessler , Via Sommarive 18, I-38123 Povo (Trento), Italy
- E. Fiorenza
- INAF-IAPS , Via Fosso del Cavaliere 100, I-00133, Roma, Italy
- G. Gebbia
- ORCiD
- INFN-TIFPA , Via Sommarive 14, I-38123 Povo (Trento), Italy; University of Trento , Via Sommarive 14, I-38123 Povo (Trento), Italy
- R. Iuppa
- ORCiD
- INFN-TIFPA , Via Sommarive 14, I-38123 Povo (Trento), Italy; University of Trento , Via Sommarive 14, I-38123 Povo (Trento), Italy
- A. Lega
- ORCiD
- INFN-TIFPA , Via Sommarive 14, I-38123 Povo (Trento), Italy; University of Trento , Via Sommarive 14, I-38123 Povo (Trento), Italy
- M. Lolli
- INFN-Sezione di Bologna , Viale Berti Pichat 6/2, Bologna, Italy
- B. Martino
- CNR , Via Fosso del Cavaliere 100, I-00133, Roma, Italy
- G. Masciantonio
- ORCiD
- INFN-Sezione di Roma “Tor Vergata” , Via della Ricerca Scientifica 1, I-00133 Roma, Italy ; [email protected]
- M. Mergè
- INFN-Sezione di Roma “Tor Vergata” , Via della Ricerca Scientifica 1, I-00133 Roma, Italy ; [email protected]; Italian Space Agency , Via del Politecnico, I-00133 Roma, Italy
- M. Mese
- ORCiD
- INFN-Sezione di Napoli , Via Cintia, I-80126, Napoli, Italy; University of Napoli “Federico II” , Via Cintia, I-80126, Napoli, Italy
- A. Morbidini
- INAF-IAPS , Via Fosso del Cavaliere 100, I-00133, Roma, Italy
- F. Nozzoli
- ORCiD
- INFN-TIFPA , Via Sommarive 14, I-38123 Povo (Trento), Italy
- F. Nuccilli
- INAF-IAPS , Via Fosso del Cavaliere 100, I-00133, Roma, Italy
- A. Oliva
- ORCiD
- INFN-Sezione di Bologna , Viale Berti Pichat 6/2, Bologna, Italy
- G. Osteria
- ORCiD
- INFN-Sezione di Napoli , Via Cintia, I-80126, Napoli, Italy
- F. Palmonari
- ORCiD
- University of Bologna , Viale Berti Pichat 6/2, Bologna, Italy; INFN-Sezione di Bologna , Viale Berti Pichat 6/2, Bologna, Italy
- B. Panico
- ORCiD
- INFN-Sezione di Napoli , Via Cintia, I-80126, Napoli, Italy; University of Napoli “Federico II” , Via Cintia, I-80126, Napoli, Italy
- E. Papini
- ORCiD
- INAF-IAPS , Via Fosso del Cavaliere 100, I-00133, Roma, Italy
- A. Parmentier
- ORCiD
- INAF-IAPS , Via Fosso del Cavaliere 100, I-00133, Roma, Italy
- S. Perciballi
- ORCiD
- University of Torino , Via P. Giuria 1, I-10125 Torino, Italy; INFN-Sezione di Torino , Via P. Giuria 1, I-10125 Torino, Italy
- F. Perfetto
- INFN-Sezione di Napoli , Via Cintia, I-80126, Napoli, Italy
- A. Perinelli
- ORCiD
- INFN-TIFPA , Via Sommarive 14, I-38123 Povo (Trento), Italy; University of Trento , Via Sommarive 14, I-38123 Povo (Trento), Italy
- P. Picozza
- ORCiD
- INFN-Sezione di Roma “Tor Vergata” , Via della Ricerca Scientifica 1, I-00133 Roma, Italy ; [email protected]; University of Roma “Tor Vergata” , Via della Ricerca Scientifica 1, I-00133 Roma, Italy
- M. Piersanti
- ORCiD
- University of L’Aquila , Via Vetoio, I-67100, L’Aquila, Italy
- M. Pozzato
- ORCiD
- INFN-Sezione di Bologna , Viale Berti Pichat 6/2, Bologna, Italy
- G. Rebustini
- ORCiD
- INFN-Sezione di Roma “Tor Vergata” , Via della Ricerca Scientifica 1, I-00133 Roma, Italy ; [email protected]
- D. Recchiuti
- ORCiD
- INAF-IAPS , Via Fosso del Cavaliere 100, I-00133, Roma, Italy
- E. Ricci
- ORCiD
- INFN-TIFPA , Via Sommarive 14, I-38123 Povo (Trento), Italy; University of Trento , Via Sommarive 14, I-38123 Povo (Trento), Italy
- M. Ricci
- ORCiD
- INFN-LNF , V.E. Fermi, 54, I-00044 Frascati (Roma), Italy
- S. B. Ricciarini
- ORCiD
- IFAC-CNR , Via Madonna del Piano, 10, I-50019 Sesto Fiorentino (Firenze), Italy
- A. Russi
- ORCiD
- INAF-IAPS , Via Fosso del Cavaliere 100, I-00133, Roma, Italy
- Z. Sahnoun
- ORCiD
- University of Bologna , Viale Berti Pichat 6/2, Bologna, Italy; INFN-Sezione di Bologna , Viale Berti Pichat 6/2, Bologna, Italy
- U. Savino
- ORCiD
- University of Torino , Via P. Giuria 1, I-10125 Torino, Italy; INFN-Sezione di Torino , Via P. Giuria 1, I-10125 Torino, Italy
- V. Scotti
- ORCiD
- INFN-Sezione di Napoli , Via Cintia, I-80126, Napoli, Italy; University of Napoli “Federico II” , Via Cintia, I-80126, Napoli, Italy
- X. Shen
- National Space Science Center, Chinese Academy of Sciences , Beijing 100190, People’s Republic of China
- R. Sparvoli
- ORCiD
- INFN-Sezione di Roma “Tor Vergata” , Via della Ricerca Scientifica 1, I-00133 Roma, Italy ; [email protected]; University of Roma “Tor Vergata” , Via della Ricerca Scientifica 1, I-00133 Roma, Italy
- S. Tofani
- ORCiD
- INAF-IAPS , Via Fosso del Cavaliere 100, I-00133, Roma, Italy
- N. Vertolli
- INAF-IAPS , Via Fosso del Cavaliere 100, I-00133, Roma, Italy
- V. Vilona
- ORCiD
- INFN-TIFPA , Via Sommarive 14, I-38123 Povo (Trento), Italy
- V. Vitale
- ORCiD
- INFN-Sezione di Roma “Tor Vergata” , Via della Ricerca Scientifica 1, I-00133 Roma, Italy ; [email protected]
- U. Zannoni
- ORCiD
- INAF-IAPS , Via Fosso del Cavaliere 100, I-00133, Roma, Italy
- Z. Zeren
- National Institute of Natural Hazards, Ministry of Emergency Management of China , Beijing 100085, People’s Republic of China
- S. Zoffoli
- Italian Space Agency , Via del Politecnico, I-00133 Roma, Italy
- P. Zuccon
- ORCiD
- INFN-TIFPA , Via Sommarive 14, I-38123 Povo (Trento), Italy; University of Trento , Via Sommarive 14, I-38123 Povo (Trento), Italy
- DOI
- https://doi.org/10.3847/1538-4357/ad06ae
- Journal volume & issue
-
Vol. 960,
no. 1
p. 21
Abstract
In this paper we report the detection of five strong gamma-ray bursts (GRBs) by the High-Energy Particle Detector (HEPD-01) mounted on board the China Seismo-Electromagnetic Satellite, operational since 2018 on a Sun-synchronous polar orbit at a ∼507 km altitude and 97° inclination. HEPD-01 was designed to detect high-energy electrons in the energy range 3–100 MeV, protons in the range 30–300 MeV, and light nuclei in the range 30–300 MeV n ^−1 . Nonetheless, Monte Carlo simulations have shown HEPD-01 is sensitive to gamma-ray photons in the energy range 300 keV–50 MeV, even if with a moderate effective area above ∼5 MeV. A dedicated time correlation analysis between GRBs reported in literature and signals from a set of HEPD-01 trigger configuration masks has confirmed the anticipated detector sensitivity to high-energy photons. A comparison between the simultaneous time profiles of HEPD-01 electron fluxes and photons from GRB190114C, GRB190305A, GRB190928A, GRB200826B, and GRB211211A has shown a remarkable similarity, in spite of the different energy ranges. The high-energy response, with peak sensitivity at about 2 MeV, and moderate effective area of the detector in the actual flight configuration explain why these five GRBs, characterized by a fluence above ∼3 × 10 ^−5 erg cm ^−2 in the energy interval 300 keV–50 MeV, have been detected.
Keywords