The Astrophysical Journal Letters (Jan 2023)
AGILE Gamma-Ray Detection of the Exceptional GRB 221009A
- Marco Tavani,
- Giovanni Piano,
- Andrea Bulgarelli,
- Luca Foffano,
- Alessandro Ursi,
- Francesco Verrecchia,
- Carlotta Pittori,
- Claudio Casentini,
- Andrea Giuliani,
- Francesco Longo,
- Gabriele Panebianco,
- Ambra Di Piano,
- Leonardo Baroncelli,
- Valentina Fioretti,
- Nicolò Parmiggiani,
- Andrea Argan,
- Alessio Trois,
- Stefano Vercellone,
- Martina Cardillo,
- Lucio Angelo Antonelli,
- Guido Barbiellini,
- Patrizia Caraveo,
- Paolo W. Cattaneo,
- Andrew W. Chen,
- Enrico Costa,
- Ettore Del Monte,
- Guido Di Cocco,
- Immacolata Donnarumma,
- Yuri Evangelista,
- Marco Feroci,
- Fulvio Gianotti,
- Claudio Labanti,
- Francesco Lazzarotto,
- Paolo Lipari,
- Fabrizio Lucarelli,
- Martino Marisaldi,
- Sandro Mereghetti,
- Aldo Morselli,
- Luigi Pacciani,
- Alberto Pellizzoni,
- Francesco Perotti,
- Piergiorgio Picozza,
- Maura Pilia,
- Massimo Rapisarda,
- Andrea Rappoldi,
- Alda Rubini,
- Paolo Soffitta,
- Massimo Trifoglio,
- Valerio Vittorini,
- Fabio D’Amico
Affiliations
- Marco Tavani
- ORCiD
- INAF-IAPS Roma , via del Fosso del Cavaliere 100, I-00133 Roma, Italy ; [email protected]; Dipartimento di Fisica, Universitá di Roma Tor Vergata , via della Ricerca Scientifica 1, I-00133 Roma, Italy
- Giovanni Piano
- ORCiD
- INAF-IAPS Roma , via del Fosso del Cavaliere 100, I-00133 Roma, Italy ; [email protected]
- Andrea Bulgarelli
- ORCiD
- INAF-OAS Bologna , via Gobetti 93/3, I-40129 Bologna, Italy
- Luca Foffano
- ORCiD
- INAF-IAPS Roma , via del Fosso del Cavaliere 100, I-00133 Roma, Italy ; [email protected]
- Alessandro Ursi
- ORCiD
- Agenzia Spaziale Italiana (ASI) , via del Politecnico snc, I-00133 Roma, Italy
- Francesco Verrecchia
- ORCiD
- ASI Space Science Data Center , SSDC/ASI, via del Politecnico snc, I-00133 Roma, Italy; INAF—Osservatorio Astronomico di Roma , I-00078 Monte Porzio Catone, Italy
- Carlotta Pittori
- ORCiD
- ASI Space Science Data Center , SSDC/ASI, via del Politecnico snc, I-00133 Roma, Italy; INAF—Osservatorio Astronomico di Roma , I-00078 Monte Porzio Catone, Italy
- Claudio Casentini
- ORCiD
- INAF-IAPS Roma , via del Fosso del Cavaliere 100, I-00133 Roma, Italy ; [email protected]
- Andrea Giuliani
- INAF-IASF Milano , via A. Corti 12, I-20133 Milano, Italy
- Francesco Longo
- ORCiD
- Dipartimento Fisica, Universitá di Trieste , via A. Valerio 2, I-34127 Trieste, Italy; INFN Trieste , Padriciano 99, I-34012 Trieste, Italy
- Gabriele Panebianco
- ORCiD
- INAF-OAS Bologna , via Gobetti 93/3, I-40129 Bologna, Italy; Dipartimento Fisica e Astronomia, Universitá di Bologna , via Gobetti 93/2, I-40129 Bologna, Italy
- Ambra Di Piano
- ORCiD
- INAF-OAS Bologna , via Gobetti 93/3, I-40129 Bologna, Italy
- Leonardo Baroncelli
- ORCiD
- INAF-OAS Bologna , via Gobetti 93/3, I-40129 Bologna, Italy
- Valentina Fioretti
- ORCiD
- INAF-OAS Bologna , via Gobetti 93/3, I-40129 Bologna, Italy
- Nicolò Parmiggiani
- ORCiD
- INAF-OAS Bologna , via Gobetti 93/3, I-40129 Bologna, Italy
- Andrea Argan
- INAF-IAPS Roma , via del Fosso del Cavaliere 100, I-00133 Roma, Italy ; [email protected]
- Alessio Trois
- ORCiD
- INAF—Osservatorio Astronomico di Cagliari , via della Scienza 5, I-09047 Selargius, Italy
- Stefano Vercellone
- ORCiD
- INAF—Osservatorio Astronomico di Brera , via E. Bianchi 46, I-23807 Merate, Italy
- Martina Cardillo
- ORCiD
- INAF-IAPS Roma , via del Fosso del Cavaliere 100, I-00133 Roma, Italy ; [email protected]
- Lucio Angelo Antonelli
- ORCiD
- INAF—Osservatorio Astronomico di Roma , I-00078 Monte Porzio Catone, Italy
- Guido Barbiellini
- Dipartimento Fisica, Universitá di Trieste , via A. Valerio 2, I-34127 Trieste, Italy; INFN Trieste , Padriciano 99, I-34012 Trieste, Italy
- Patrizia Caraveo
- ORCiD
- INAF-IASF Milano , via A. Corti 12, I-20133 Milano, Italy
- Paolo W. Cattaneo
- ORCiD
- INFN Pavia , via A. Bassi 6, I-27100 Pavia, Italy
- Andrew W. Chen
- ORCiD
- School of Physics, Wits University , Johannesburg, South Africa
- Enrico Costa
- ORCiD
- INAF-IAPS Roma , via del Fosso del Cavaliere 100, I-00133 Roma, Italy ; [email protected]
- Ettore Del Monte
- ORCiD
- INAF-IAPS Roma , via del Fosso del Cavaliere 100, I-00133 Roma, Italy ; [email protected]
- Guido Di Cocco
- INAF-OAS Bologna , via Gobetti 93/3, I-40129 Bologna, Italy
- Immacolata Donnarumma
- ORCiD
- Agenzia Spaziale Italiana (ASI) , via del Politecnico snc, I-00133 Roma, Italy
- Yuri Evangelista
- ORCiD
- INAF-IAPS Roma , via del Fosso del Cavaliere 100, I-00133 Roma, Italy ; [email protected]
- Marco Feroci
- INAF-IAPS Roma , via del Fosso del Cavaliere 100, I-00133 Roma, Italy ; [email protected]
- Fulvio Gianotti
- ORCiD
- INAF-OAS Bologna , via Gobetti 93/3, I-40129 Bologna, Italy
- Claudio Labanti
- ORCiD
- INAF-OAS Bologna , via Gobetti 93/3, I-40129 Bologna, Italy
- Francesco Lazzarotto
- ORCiD
- INAF-IAPS Roma , via del Fosso del Cavaliere 100, I-00133 Roma, Italy ; [email protected]
- Paolo Lipari
- INFN Roma 1 , p.le Aldo Moro 2, I-00185 Roma, Italy; Dipartimento Fisica, Universitá La Sapienza , p.le Aldo Moro 2, I-00185 Roma, Italy
- Fabrizio Lucarelli
- ORCiD
- ASI Space Science Data Center , SSDC/ASI, via del Politecnico snc, I-00133 Roma, Italy; INAF—Osservatorio Astronomico di Roma , I-00078 Monte Porzio Catone, Italy
- Martino Marisaldi
- ORCiD
- INAF-OAS Bologna , via Gobetti 93/3, I-40129 Bologna, Italy; Birkeland Centre for Space Science, Department of Physics and Technology, University of Bergen , Bergen, Norway
- Sandro Mereghetti
- ORCiD
- INAF-IASF Milano , via A. Corti 12, I-20133 Milano, Italy
- Aldo Morselli
- ORCiD
- INFN Roma Tor Vergata , via della Ricerca Scientifica 1, I-00133 Roma, Italy
- Luigi Pacciani
- ORCiD
- INAF-IAPS Roma , via del Fosso del Cavaliere 100, I-00133 Roma, Italy ; [email protected]
- Alberto Pellizzoni
- ORCiD
- INAF—Osservatorio Astronomico di Cagliari , via della Scienza 5, I-09047 Selargius, Italy
- Francesco Perotti
- INAF-IASF Milano , via A. Corti 12, I-20133 Milano, Italy
- Piergiorgio Picozza
- ORCiD
- Dipartimento di Fisica, Universitá di Roma Tor Vergata , via della Ricerca Scientifica 1, I-00133 Roma, Italy; INFN Roma Tor Vergata , via della Ricerca Scientifica 1, I-00133 Roma, Italy
- Maura Pilia
- ORCiD
- INAF—Osservatorio Astronomico di Cagliari , via della Scienza 5, I-09047 Selargius, Italy
- Massimo Rapisarda
- INAF-IAPS Roma , via del Fosso del Cavaliere 100, I-00133 Roma, Italy ; [email protected]
- Andrea Rappoldi
- ORCiD
- INFN Pavia , via A. Bassi 6, I-27100 Pavia, Italy
- Alda Rubini
- INAF-IAPS Roma , via del Fosso del Cavaliere 100, I-00133 Roma, Italy ; [email protected]
- Paolo Soffitta
- ORCiD
- INAF-IAPS Roma , via del Fosso del Cavaliere 100, I-00133 Roma, Italy ; [email protected]
- Massimo Trifoglio
- ORCiD
- INAF-OAS Bologna , via Gobetti 93/3, I-40129 Bologna, Italy
- Valerio Vittorini
- ORCiD
- INAF-IAPS Roma , via del Fosso del Cavaliere 100, I-00133 Roma, Italy ; [email protected]
- Fabio D’Amico
- Agenzia Spaziale Italiana (ASI) , via del Politecnico snc, I-00133 Roma, Italy
- DOI
- https://doi.org/10.3847/2041-8213/acfaff
- Journal volume & issue
-
Vol. 956,
no. 1
p. L23
Abstract
Gamma-ray emission in the MeV–GeV range from explosive cosmic events is of invaluable relevance to understanding physical processes related to the formation of neutron stars and black holes. Here we report on the detection by the AGILE satellite in the MeV–GeV energy range of the remarkable long-duration gamma-ray burst GRB 221009A. The AGILE onboard detectors have good exposure to GRB 221009A during its initial crucial phases. Hard X-ray/MeV emission in the prompt phase lasted hundreds of seconds, with the brightest radiation being emitted between 200 and 300 s after the initial trigger. Very intense GeV gamma-ray emission is detected by AGILE in the prompt and early afterglow phase up to 10,000 s. Time-resolved spectral analysis shows time-variable MeV-peaked emission simultaneous with intense power-law GeV radiation that persists in the afterglow phase. The coexistence during the prompt phase of very intense MeV emission together with highly nonthermal and hardening GeV radiation is a remarkable feature of GRB 221009A. During the prompt phase, the event shows spectrally different MeV and GeV emissions that are most likely generated by physical mechanisms occurring in different locations. AGILE observations provide crucial flux and spectral gamma-ray information regarding the early phases of GRB 221009A during which emission in the TeV range was reported.
Keywords