Measurement of the high-energy gamma-ray emission from the Moon with the Fermi Large Area Telescope

被引：43

作者：

Ackermann, M. ^{[1
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Ajello, M. ^{[2
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Albert, A. ^{[3
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Atwood, W. B. ^{[5
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Baldini, L. ^{[3
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Bellazzini, R. ^{[13
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Bissaldi, E. ^{[14
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Blandford, R. D. ^{[3
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Bonino, R. ^{[15
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Bottacini, E. ^{[3
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Bregeon, J. ^{[17
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Bruel, P. ^{[18
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Buehler, R. ^{[1
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Caliandro, G. A. ^{[4
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Cameron, R. A. ^{[3
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Caragiulo, M. ^{[14
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Caraveo, P. A. ^{[21
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Cavazzuti, E. ^{[22
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Cecchi, C. ^{[23
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Chekhtman, A. ^{[25
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Chiang, J. ^{[3
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Chiaro, G. ^{[12
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Ciprini, S. ^{[23
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Claus, R. ^{[3
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Cohen-Tanugi, J. ^{[17
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Costanza, F. ^{[14
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Cuoco, A. ^{[15
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Cutini, S. ^{[22
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D'Ammando, F. ^{[28
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de Angelis, A. ^{[30
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de Palma, F. ^{[14
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Desiante, R. ^{[15
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Digel, S. W. ^{[3
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Di Venere, L. ^{[14
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Drell, P. S. ^{[3
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Favuzzi, C. ^{[14
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Fegan, S. J. ^{[18
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Focke, W. B. ^{[3
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Franckowiak, A. ^{[3
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Funk, S. ^{[34
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Fusco, P. ^{[14
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Gargano, F. ^{[14
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Gasparrini, D. ^{[22
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Giglietto, N. ^{[14
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Giordano, F. ^{[14
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Giroletti, M.

Glanzman, T. ^{[3
,4
]}

Godfrey, G. ^{[3
,4
]}

机构：

[1] DESY, D-15738 Zeuthen, Germany

[2] Clemson Univ, Dept Phys & Astron, Kinard Lab Phys, Clemson, SC 29634 USA

[3] Stanford Univ, Kavli Inst Particle Astrophys & Cosmol, Dept Phys, WW Hansen Expt Phys Lab, Stanford, CA 94305 USA

[4] Stanford Univ, SLAC Natl Accelerator Lab, Stanford, CA 94305 USA

[5] Univ Calif Santa Cruz, Santa Cruz Inst Particle Phys, Dept Phys, Santa Cruz, CA 95064 USA

[6] Univ Calif Santa Cruz, Dept Astron & Astrophys, Santa Cruz, CA 95064 USA

[7] Univ Pisa, I-56127 Pisa, Italy

[8] Ist Nazl Fis Nucl, Sez Pisa, I-56127 Pisa, Italy

[9] Ist Nazl Fis Nucl, Sez Trieste, I-34127 Trieste, Italy

[10] Univ Trieste, Dipartimento Fis, I-34127 Trieste, Italy

[11] Ist Nazl Fis Nucl, Sez Padova, I-35131 Padua, Italy

[12] Univ Padua, Dipartimento Fis Astron G Galilei, I-35131 Padua, Italy

[13] Ist Nazl Fis Nucl, Sez Pisa, I-56127 Pisa, Italy

[14] Ist Nazl Fis Nucl, Sez Bari, I-70126 Bari, Italy

[15] Ist Nazl Fis Nucl, Sez Torino, I-10125 Turin, Italy

[16] Univ Turin, Dipartimento Fis Gen Amadeo Avogadro, I-10125 Turin, Italy

[17] Univ Montpellier, CNRS, IN2P3, Lab Univ & Particules Montpellier, F-34095 Montpellier, France

[18] Ecole Polytech, CNRS, IN2P3, Lab Leprince Ringuet, F-91128 Palaiseau, France

[19] CIFS, I-10133 Turin, Italy

[20] Univ & Politecn Bari, Dipartimento Fis M Merlin, I-70126 Bari, Italy

[21] INAF Ist Astrofis Spaziale & Fis Cosm, I-20133 Milan, Italy

[22] ASI Sci Data Ctr, I-00133 Rome, Italy

[23] Ist Nazl Fis Nucl, Sez Perugia, I-06123 Perugia, Italy

[24] Univ Perugia, Dipartimento Fis, I-06123 Perugia, Italy

[25] George Mason Univ, Coll Sci, Fairfax, VA 22030 USA

[26] Naval Res Lab, Washington, DC 20375 USA

[27] Osserv Astron Roma, INAF, I-00040 Monte Porzio Catone, Roma, Italy

[28] Ist Radioastron, INAF, I-40129 Bologna, Italy

[29] Univ Bologna, Dipartimento Astron, I-40127 Bologna, Italy

[30] Univ Udine, Dipartimento Fis, I-33100 Udine, Italy

[31] Ist Nazl Fis Nucl, Grp Collegato Udine, Sez Trieste, I-33100 Udine, Italy

[32] Univ Telemat Pegaso, Piazza Trieste & Trento, I-80132 Naples, Italy

[33] Univ Udine, I-33100 Udine, Italy

[34] Erlangen Ctr Astroparticle Phys, D-91058 Erlangen, Germany

[35] Univ Paris Diderot, CEA Saclay, CEA IRFU CNRS, Serv Astrophys,Lab AIM, F-91191 Gif Sur Yvette, France

[36] Naval Res Lab, Div Space Sci, Washington, DC 20375 USA

[37] NASA, Goddard Space Flight Ctr, Greenbelt, MD 20771 USA

[38] NASA, Postdoctoral Program Fellow, Greenbelt, MD 20771 USA

[39] Univ N Florida, Dept Phys, 1 UNF Dr, Jacksonville, FL 32224 USA

[40] Chinese Acad Sci, Yunnan Observ, Kunming 650216, Peoples R China

[41] Chinese Acad Sci, Key Lab Struct & Evolut Celestial Objects, Kunming 650216, Peoples R China

[42] Osserv Astron Trieste, Ist Nazl Astrofis, I-34143 Trieste, Italy

[43] Univ Iceland, Inst Sci, IS-107 Reykjavik, Iceland

[44] Univ Tokyo, Grad Sch Sci, Dept Phys, Bunkyo Ku, 7-3-1 Hongo, Tokyo 1130033, Japan

[45] KTH Royal Inst Technol, AlbaNova, Dept Phys, SE-10691 Stockholm, Sweden

[46] AlbaNova, Oskar Klein Ctr Cosmoparticle Phys, SE-10691 Stockholm, Sweden

[47] Inst Space Sci IEEC CSIC, Campus UAB, E-08193 Barcelona, Spain

[48] Univ Maryland, Dept Phys, College Pk, MD 20742 USA

[49] Univ Maryland, Dept Astron, College Pk, MD 20742 USA

[50] Mahidol Univ, Fac Sci, Dept Phys, Bangkok 10400, Thailand

来源：

PHYSICAL REVIEW D | 2016年 / 93卷 / 08期

基金：

瑞典研究理事会; 美国国家航空航天局;

关键词：

D O I：

10.1103/PhysRevD.93.082001

中图分类号：

P1 [天文学];

学科分类号：

0704 ;

摘要：

We have measured the gamma-ray emission spectrum of the Moon using the data collected by the Large Area Telescope onboard the Fermi satellite during its first seven years of operation, in the energy range from 30 MeV up to a few GeV. We have also studied the time evolution of the flux, finding a correlation with the solar activity. We have developed a full Monte Carlo simulation describing the interactions of cosmic rays with the lunar surface. The results of the present analysis can be explained in the framework of this model, where the production of gamma rays is due to the interactions of cosmic-ray proton and helium nuclei with the surface of the Moon. Finally, we have used our simulation to derive the cosmic-ray proton and helium spectra near Earth from the Moon gamma-ray data.

引用

页数：15

共 41 条

[1] FERMI OBSERVATIONS OF γ-RAY EMISSION FROM THE MOON [J].

Abdo, A. A. ;

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Atwoo, W. B. ;

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Ballet, J. ;

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Bastieri, D. ;

Bechtol, K. ;

Bellazzini, R. ;

Berenji, B. ;

Blandford, R. D. ;

Bonamente, E. ;

Borgland, A. W. ;

Bottacini, E. ;

Bouvier, A. ;

Bregeon, J. ;

Brigida, M. ;

Bruel, P. ;

Buehler, R. ;

Buson, S. ;

Caliandro, G. A. ;

Cameron, R. A. ;

Caraveo, P. A. ;

Casandjian, J. M. ;

Cecchi, C. ;

Charles, E. ;

Chekhtman, A. ;

Chiang, J. ;

Ciprini, S. ;

Claus, R. ;

Cohen-Tanugi, J. ;

Conrad, J. ;

Cutini, S. ;

D'Ammando, F. ;

de Angelis, A. ;

de Palma, F. ;

Dermer, C. D. ;

Digel, S. W. ;

Silva, E. do Couto E ;

Drell, P. S. ;

Drlica-Wagner, A. ;

Dubois, R. ;

Favuzzi, C. ;

Fegan, S. J. ;

Focke, W. B. ;

Fortin, P. ;

Fukazawa, Y. ;

Funk, S. ;

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Angelakis, E. ;

Arkharov, A. A. ;

Axelsson, M. ;

Bach, U. ;

Baldini, L. ;

Ballet, J. ;

Barbiellini, G. ;

Bastieri, D. ;

Baughman, B. M. ;

Bechtol, K. ;

Bellazzini, R. ;

Benitez, E. ;

Berdyugin, A. ;

Berenji, B. ;

Blandford, R. D. ;

Bloom, E. D. ;

Boettcher, M. ;

Bonamente, E. ;

Borgland, A. W. ;

Bregeon, J. ;

Brez, A. ;

Brigida, M. ;

Bruel, P. ;

Burnett, T. H. ;

Burrows, D. ;

Buson, S. ;

Caliandro, G. A. ;

Calzoletti, L. ;

Cameron, R. A. ;

Capalbi, M. ;

Caraveo, P. A. ;

Carosati, D. ;

Casandjian, J. M. ;

Cavazzuti, E. ;

Cecchi, C. ;

Celik, Oe. ;

Charles, E. ;

Chaty, S. ;

Chekhtman, A. ;

Chen, W. P. ;

Chiang, J. ;

Chincarini, G. ;

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Bazilevskaya, G. A. ;

Bellotti, R. ;

Boezio, M. ;

Bogomolov, E. A. ;

Bongi, M. ;

Bonvicini, V. ;

Borisov, S. ;

Bottai, S. ;

Bruno, A. ;

Cafagna, F. ;

Campana, D. ;

Carbone, R. ;

Carlson, P. ;

Casolino, M. ;

Castellini, G. ;

De Pascale, M. P. ;

De Santis, C. ;

De Simone, N. ;

Di Felice, V. ;

Formato, V. ;

Galper, A. M. ;

Grishantseva, L. ;

Karelin, A. V. ;

Koldashov, S. V. ;

Koldobskiy, S. ;

Krutkov, S. Y. ;

Kvashnin, A. N. ;

Leonov, A. ;

Malakhov, V. ;

Marcelli, L. ;

Mayorov, A. G. ;

Menn, W. ;

Mikhailov, V. V. ;

Mocchiutti, E. ;

Monaco, A. ;

Mori, N. ;

Nikonov, N. ;

Osteria, G. ;

Palma, F. ;

Papini, P. ;

Pearce, M. ;

Picozza, P. ;

Pizzolotto, C. ;

Ricci, M. ;

Ricciarini, S. B. ;

Rossetto, L. ;

Sarkar, R. ;

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Berdugo, J. ;

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Bizzaglia, S. ;

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Bertucci, B. ;

Bigongiari, G. ;

Bindi, V. ;

Bizzaglia, S. ;

Bizzarri, M. ;

Boella, G. ;

de Boer, W. ;

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Capell, M. ;

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Cascioli, V. ;

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Bissaldi, E. ;

Blandford, R. D. ;

Bloom, E. D. ;

Bogart, J. R. ;

Bonamente, E. ;

Bonnell, J. ;

Borgland, A. W. ;

Bouvier, A. ;

Bregeon, J. ;

Brez, A. ;

Brigida, M. ;

Bruel, P. ;

Burnett, T. H. ;

Busetto, G. ;

Caliandro, G. A. ;

Cameron, R. A. ;

Caraveo, P. A. ;

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Casandjian, J. M. ;

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