The Astrophysical Journal Letters (Jan 2023)
Time Dependence of 50–250 MeV Galactic Cosmic-Ray Protons between Solar Cycles 24 and 25, Measured by the High-energy Particle Detector on board the CSES-01 Satellite
- M. Martucci,
- R. Ammendola,
- D. Badoni,
- S. Bartocci,
- R. Battiston,
- S. Beolè,
- W. J. Burger,
- D. Campana,
- G. Castellini,
- P. Cipollone,
- S. Coli,
- L. Conti,
- A. Contin,
- M. Cristoforetti,
- G. D’Angelo,
- C. De Donato,
- C. De Santis,
- A. Di Luca,
- F. M. Follega,
- G. Gebbia,
- R. Iuppa,
- A. Lega,
- M. Lolli,
- N. Marcelli,
- G. Masciantonio,
- M. Mergè,
- M. Mese,
- C. Neubüser,
- F. Nozzoli,
- A. Oliva,
- G. Osteria,
- L. Pacini,
- F. Palma,
- F. Palmonari,
- B. Panico,
- A. Parmentier,
- S. Perciballi,
- F. Perfetto,
- P. Picozza,
- M. Pozzato,
- G. M. Rebustini,
- E. Ricci,
- M. Ricci,
- S. B. Ricciarini,
- U. Savino,
- Z. Sahnoun,
- V. Scotti,
- A. Sotgiu,
- R. Sparvoli,
- P. Ubertini,
- V. Vilona,
- V. Vitale,
- S. Zoffoli,
- P. Zuccon,
- O. P. M. Aslam,
- M. D. Ngobeni,
- M. S. Potgieter
Affiliations
- M. Martucci
- ORCiD
- INFN-Sezione di Roma “Tor Vergata,” Via della Ricerca Scientifica 1 , I-00133 Roma, Italy ; [email protected]
- 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 , V. Sommarive 14, I-38123 Povo (Trento), Italy; University of Trento , V. Sommarive 14, I-38123 Povo (Trento), Italy
- S. Beolè
- ORCiD
- INFN-Sezione di Torino , Via P. Giuria 1, I-10125 Torino, Italy; University of Torino , Via P. Giuria 1, I-10125 Torino, Italy
- W. J. Burger
- ORCiD
- INFN-TIFPA , V. Sommarive 14, I-38123 Povo (Trento), Italy
- D. Campana
- ORCiD
- INFN-Sezione di Napoli , V. Cintia, I-80126, Napoli, Italy
- G. Castellini
- ORCiD
- IFAC-CNR , V. Madonna del Piano, 10, I-50019 Sesto Fiorentino (Firenze), Italy
- P. Cipollone
- ORCiD
- 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 , C.so V. Emanuele II, 39, I-00186, Roma, Italy
- A. Contin
- ORCiD
- University of Bologna , V.le Berti Pichat 6/2, Bologna, Italy; INFN-Sezione di Bologna , V.le Berti Pichat 6/2, Bologna, Italy
- M. Cristoforetti
- ORCiD
- INFN-TIFPA , V. Sommarive 14, I-38123 Povo (Trento), Italy; Fondazione Bruno Kessler , V. Sommarive 18, I-38123 Povo (Trento), Italy
- G. D’Angelo
- INAF-IAPS , V. 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]
- A. Di Luca
- INFN-TIFPA , V. Sommarive 14, I-38123 Povo (Trento), Italy; Fondazione Bruno Kessler , V. Sommarive 18, I-38123 Povo (Trento), Italy
- F. M. Follega
- ORCiD
- INFN-TIFPA , V. Sommarive 14, I-38123 Povo (Trento), Italy; University of Trento , V. Sommarive 14, I-38123 Povo (Trento), Italy
- G. Gebbia
- ORCiD
- INFN-TIFPA , V. Sommarive 14, I-38123 Povo (Trento), Italy; University of Trento , V. Sommarive 14, I-38123 Povo (Trento), Italy
- R. Iuppa
- ORCiD
- INFN-TIFPA , V. Sommarive 14, I-38123 Povo (Trento), Italy; University of Trento , V. Sommarive 14, I-38123 Povo (Trento), Italy
- A. Lega
- INFN-TIFPA , V. Sommarive 14, I-38123 Povo (Trento), Italy; University of Trento , V. Sommarive 14, I-38123 Povo (Trento), Italy
- M. Lolli
- INFN-Sezione di Bologna , V.le Berti Pichat 6/2, Bologna, Italy
- N. Marcelli
- ORCiD
- INFN-Sezione di Trieste , Galleria Padriciano, 99, I-34149 Trieste, Italy
- G. Masciantonio
- ORCiD
- INFN-Sezione di Roma “Tor Vergata,” Via della Ricerca Scientifica 1 , I-00133 Roma, Italy ; [email protected]
- M. Mergè
- ORCiD
- INFN-Sezione di Roma “Tor Vergata,” Via della Ricerca Scientifica 1 , I-00133 Roma, Italy ; [email protected]; Italian Space Agency , V. del Politecnico, I-00133 Roma, Italy
- M. Mese
- INFN-Sezione di Napoli , V. Cintia, I-80126, Napoli, Italy; University of Napoli “Federico II,” V. Cintia, I-80126, Napoli, Italy
- C. Neubüser
- ORCiD
- INFN-TIFPA , V. Sommarive 14, I-38123 Povo (Trento), Italy
- F. Nozzoli
- ORCiD
- INFN-TIFPA , V. Sommarive 14, I-38123 Povo (Trento), Italy
- A. Oliva
- ORCiD
- University of Bologna , V.le Berti Pichat 6/2, Bologna, Italy; INFN-Sezione di Bologna , V.le Berti Pichat 6/2, Bologna, Italy
- G. Osteria
- ORCiD
- INFN-Sezione di Napoli , V. Cintia, I-80126, Napoli, Italy
- L. Pacini
- ORCiD
- INFN-Sezione di Firenze , V. Sansone 1, I-50019 Sesto Fiorentino (Firenze), Italy
- F. Palma
- ORCiD
- INFN-Sezione di Roma “Tor Vergata,” Via della Ricerca Scientifica 1 , I-00133 Roma, Italy ; [email protected]
- F. Palmonari
- ORCiD
- University of Bologna , V.le Berti Pichat 6/2, Bologna, Italy; INFN-Sezione di Bologna , V.le Berti Pichat 6/2, Bologna, Italy
- B. Panico
- ORCiD
- INFN-Sezione di Napoli , V. Cintia, I-80126, Napoli, Italy; University of Napoli “Federico II,” V. Cintia, I-80126, Napoli, Italy
- A. Parmentier
- ORCiD
- INFN-Sezione di Roma “Tor Vergata,” Via della Ricerca Scientifica 1 , I-00133 Roma, Italy ; [email protected]; INAF-IAPS , V. Fosso del Cavaliere 100, I-00133, Roma, Italy
- S. Perciballi
- INFN-Sezione di Torino , Via P. Giuria 1, I-10125 Torino, Italy; University of Torino , Via P. Giuria 1, I-10125 Torino, Italy
- F. Perfetto
- ORCiD
- INFN-Sezione di Napoli , I-80126, Napoli, 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. Pozzato
- ORCiD
- INFN-Sezione di Bologna , V.le Berti Pichat 6/2, Bologna, Italy
- G. M. Rebustini
- 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
- E. Ricci
- ORCiD
- INFN-TIFPA , V. Sommarive 14, I-38123 Povo (Trento), Italy; University of Trento , V. 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 , V. Madonna del Piano, 10, I-50019 Sesto Fiorentino (Firenze), Italy
- U. Savino
- ORCiD
- INFN-Sezione di Torino , Via P. Giuria 1, I-10125 Torino, Italy; University of Torino , Via P. Giuria 1, I-10125 Torino, Italy
- Z. Sahnoun
- ORCiD
- INFN-Sezione di Bologna , V.le Berti Pichat 6/2, Bologna, Italy
- V. Scotti
- ORCiD
- INFN-Sezione di Napoli , V. Cintia, I-80126, Napoli, Italy; University of Napoli “Federico II,” V. Cintia, I-80126, Napoli, Italy
- A. Sotgiu
- ORCiD
- INFN-Sezione di Roma “Tor Vergata,” Via della Ricerca Scientifica 1 , I-00133 Roma, Italy ; [email protected]
- 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
- P. Ubertini
- ORCiD
- INAF-IAPS , V. Fosso del Cavaliere 100, I-00133, Roma, Italy
- V. Vilona
- ORCiD
- INFN-TIFPA , V. 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]
- S. Zoffoli
- Italian Space Agency , V. del Politecnico, I-00133 Roma, Italy
- P. Zuccon
- ORCiD
- INFN-TIFPA , V. Sommarive 14, I-38123 Povo (Trento), Italy; University of Trento , V. Sommarive 14, I-38123 Povo (Trento), Italy
- O. P. M. Aslam
- ORCiD
- Shandong Institute of Advanced Technology (SDIAT) , 250100 Jinan, Shandong Province, People’s Republic of China
- M. D. Ngobeni
- ORCiD
- Centre for Space Research, North-West University , 2520 Potchefstroom, South Africa
- M. S. Potgieter
- ORCiD
- Shandong Institute of Advanced Technology (SDIAT) , 250100 Jinan, Shandong Province, People’s Republic of China; Institute for Experimental and Applied Physics, Christian-Albrechts University in Kiel , D-24118 Kiel, Germany
- DOI
- https://doi.org/10.3847/2041-8213/acbea7
- Journal volume & issue
-
Vol. 945,
no. 2
p. L39
Abstract
Time-dependent energy spectra of galactic cosmic rays (GCRs) carry crucial information regarding their origin and propagation throughout the interstellar environment. When observed at the Earth, after traversing the interplanetary medium, such spectra are heavily affected by the solar wind and the embedded solar magnetic field permeating the inner sectors of the heliosphere. The activity of the Sun changes significantly over an 11 yr solar cycle—and so does the effect on cosmic particles; this translates into a phenomenon called solar modulation. Moreover, GCR spectra during different epochs of solar activity provide invaluable information for a complete understanding of the plethora of mechanisms taking place in various layers of the Sun’s atmosphere and how they evolve over time. The High-Energy Particle Detector (HEPD-01) has been continuously collecting data since 2018 August, during the quiet phase between solar cycles 24 and 25; the activity of the Sun is slowly but steadily rising and is expected to peak around 2025/2026. In this paper, we present the first spectra for ∼50–250 MeV galactic protons measured by the HEPD-01 instrument—placed on board the CSES-01 satellite—from 2018 August to 2022 March over a one-Carrington-rotation time basis. Such data are compared to the ones from other spaceborne experiments, present (e.g., EPHIN, Parker Solar Probe) and past (PAMELA), and to a state-of-the-art three-dimensional model describing the GCRs propagation through the heliosphere.
Keywords