Fermi-LAT Observations of High-energy Behind-the-limb Solar Flares

M. Ackermann; A. Allafort; L. Baldini; G. Barbiellini; D. Bastieri; R. Bellazzini; E. Bissaldi; R. Bonino; E. Bottacini; J. Bregeon; P. Bruel; R. Buehler; R.A. Cameron; M. Caragiulo; P.A. Caraveo; E. Cavazzuti; C. Cecchi; E. Charles; S. Ciprini; F. Costanza; S. Cutini; F. d'Ammando; F. de Palma; R. Desiante; S.W. Digel; N. Di Lalla; M. Di Mauro; L. Di Venere; P.S. Drell; C. Favuzzi; Y. Fukazawa; P. Fusco; F. Gargano; N. Giglietto; F. Giordano; M. Giroletti; I.A. Grenier; L. Guillemot; S. Guiriec; T. Jogler; G. Jóhannesson; L. Kashapova; S. Krucker; M. Kuss; G. La Mura; S. Larsson; L. Latronico; J. Li; W. Liu; F. Longo; F. Loparco; P. Lubrano; J.D. Magill; S. Maldera; A. Manfreda; M.N. Mazziotta; W. Mitthumsiri; T. Mizuno; M.E. Monzani; A. Morselli; I.V. Moskalenko; M. Negro; E. Nuss; T. Ohsugi; N. Omodei; E. Orlando; V. Pal'Shin; D. Paneque; J.S. Perkins; M. Pesce-Rollins; V. Petrosian; F. Piron; G. Principe; S. Rainò; R. Rando; M. Razzano; O. Reimer; F. Rubio da Costa; C. Sgrò; D. Simone; E.J. Siskind; F. Spada; G. Spandre; P. Spinelli; H. Tajima; J.B. Thayer; D.F. Torres; E. Troja; G. Vianello

doi:10.3847/1538-4357/835/2/219

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Fermi-LAT Observations of High-energy Behind-the-limb Solar Flares

Journal article

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Peer reviewed

Fermi-LAT Observations of High-energy Behind-the-limb Solar Flares

M. Ackermann, A. Allafort, L. Baldini, G. Barbiellini, D. Bastieri, R. Bellazzini, E. Bissaldi, R. Bonino, E. Bottacini, J. Bregeon, …

The Astrophysical Journal, Vol.835(2)

2017

DOI: https://doi.org/10.3847/1538-4357/835/2/219

Abstract

Sun: flares

Sun: X-rays

gamma rays

We report on the Fermi-LAT detection of high-energy emission from the behind-the-limb (BTL) solar flares that occurred on 2013 October 11, and 2014 January 6 and September 1. The Fermi-LAT observations are associated with flares from active regions originating behind both the eastern and western limbs, as determined by STEREO. All three flares are associated with very fast coronal mass ejections (CMEs) and strong solar energetic particle events. We present updated localizations of the >100 MeV photon emission, hard X-ray (HXR) and EUV images, and broadband spectra from 10 keV to 10 GeV, as well as microwave spectra. We also provide a comparison of the BTL flares detected by Fermi-LAT with three on-disk flares and present a study of some of the significant quantities of these flares as an attempt to better understand the acceleration mechanisms at work during these occulted flares. We interpret the HXR emission to be due to electron bremsstrahlung from a coronal thin-target loop top with the accelerated electron spectra steepening at semirelativistic energies. The >100 MeV gamma-rays are best described by a pion-decay model resulting from the interaction of protons (and other ions) in a thick-target photospheric source. The protons are believed to have been accelerated (to energies >10 GeV) in the CME environment and precipitate down to the photosphere from the downstream side of the CME shock and landed on the front side of the Sun, away from the original flare site and the HXR emission.

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Details

Title: Fermi-LAT Observations of High-energy Behind-the-limb Solar Flares
Creators - without role: M. Ackermann - Deutsches Elektronen-Synchrotron DESY
A. Allafort - Kavli Institute for Particle Astrophysics and Cosmology
L. Baldini - Istituto Nazionale di Fisica Nucleare, Sezione di Pisa
G. Barbiellini - University of Trieste
D. Bastieri - University of Padua
R. Bellazzini - Istituto Nazionale di Fisica Nucleare, Sezione di Pisa
E. Bissaldi - Istituto Nazionale di Fisica Nucleare, Sezione di Bari
R. Bonino - Istituto Nazionale di Fisica Nucleare, Sezione di Torino
E. Bottacini - Kavli Institute for Particle Astrophysics and Cosmology
J. Bregeon - Université de Montpellier, Laboratoire Univers et Particules de Montpellier - LUPM
P. Bruel - Laboratoire Leprince-Ringuet
R. Buehler - Deutsches Elektronen-Synchrotron DESY
R.A. Cameron - Kavli Institute for Particle Astrophysics and Cosmology
M. Caragiulo - Istituto Nazionale di Fisica Nucleare, Sezione di Bari
P.A. Caraveo - Istituto di Astrofisica Spaziale e Fisica Cosmica di Milano
E. Cavazzuti - Agenzia Spaziale Italiana
C. Cecchi - Istituto Nazionale di Fisica Nucleare, Sezione di Perugia
E. Charles - SLAC National Accelerator Laboratory
S. Ciprini - Istituto Nazionale di Fisica Nucleare, Sezione di Perugia
F. Costanza - Istituto Nazionale di Fisica Nucleare, Sezione di Bari
S. Cutini - Istituto Nazionale di Fisica Nucleare, Sezione di Perugia
F. d'Ammando
F. de Palma - Pegaso University
R. Desiante - University of Udine
S.W. Digel - Kavli Institute for Particle Astrophysics and Cosmology
N. Di Lalla - Istituto Nazionale di Fisica Nucleare, Sezione di Pisa
M. Di Mauro - Kavli Institute for Particle Astrophysics and Cosmology
L. Di Venere - Polytechnic University of Bari
P.S. Drell - Kavli Institute for Particle Astrophysics and Cosmology
C. Favuzzi - Istituto Nazionale di Fisica Nucleare, Sezione di Bari
Y. Fukazawa - Hiroshima University
P. Fusco - Istituto Nazionale di Fisica Nucleare, Sezione di Bari
F. Gargano - Istituto Nazionale di Fisica Nucleare, Sezione di Bari
N. Giglietto - Polytechnic University of Bari
F. Giordano - Istituto Nazionale di Fisica Nucleare, Sezione di Bari
M. Giroletti - Istituto di Radioastronomia di Bologna
I.A. Grenier - Astrophysique, Instrumentation et Modélisation
L. Guillemot - Observatoire de Paris
S. Guiriec - Goddard Space Flight Center
T. Jogler - Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg
G. Jóhannesson - Nordic Institute for Theoretical Physics
L. Kashapova - Institute of Solar-Terrestrial Physics
S. Krucker - University of California, Berkeley
M. Kuss - Istituto Nazionale di Fisica Nucleare, Sezione di Pisa
G. La Mura - University of Padua
S. Larsson - Fraunhofer Chalmers Research Centre for Industrial Mathematics
L. Latronico - Istituto Nazionale di Fisica Nucleare, Sezione di Torino
J. Li - Institute of Space Sciences
W. Liu - Lockheed Martin
F. Longo - University of Trieste
F. Loparco - Istituto Nazionale di Fisica Nucleare, Sezione di Bari
P. Lubrano - Istituto Nazionale di Fisica Nucleare, Sezione di Perugia
J.D. Magill - University of Maryland, College Park
S. Maldera - Istituto Nazionale di Fisica Nucleare, Sezione di Torino
A. Manfreda - Istituto Nazionale di Fisica Nucleare, Sezione di Pisa
M.N. Mazziotta - Istituto Nazionale di Fisica Nucleare, Sezione di Bari
W. Mitthumsiri - Mahidol University
T. Mizuno - Hiroshima University
M.E. Monzani - SLAC National Accelerator Laboratory
A. Morselli - Istituto Nazionale di Fisica Nucleare, Roma Tor Vergata
I.V. Moskalenko - Stanford University
M. Negro - Istituto Nazionale di Fisica Nucleare, Sezione di Torino
E. Nuss - Université de Montpellier, Laboratoire Univers et Particules de Montpellier - LUPM
T. Ohsugi - Hiroshima University
N. Omodei - Kavli Institute for Particle Astrophysics and Cosmology
E. Orlando - Kavli Institute for Particle Astrophysics and Cosmology
V. Pal'Shin
D. Paneque - Max Planck Institute for Physics
J.S. Perkins - Goddard Space Flight Center
M. Pesce-Rollins - Istituto Nazionale di Fisica Nucleare, Sezione di Pisa
V. Petrosian - Stanford University
F. Piron - Université de Montpellier, Laboratoire Univers et Particules de Montpellier - LUPM
G. Principe - Universitätsklinikum Erlangen
S. Rainò - Polytechnic University of Bari
R. Rando - Istituto Nazionale di Fisica Nucleare, Sezione di Padova
M. Razzano - Istituto Nazionale di Fisica Nucleare, Sezione di Pisa
O. Reimer - Kavli Institute for Particle Astrophysics and Cosmology
F. Rubio da Costa
C. Sgrò - Istituto Nazionale di Fisica Nucleare, Sezione di Pisa
D. Simone - Istituto Nazionale di Fisica Nucleare, Sezione di Bari
E.J. Siskind - Real Time Tomography
F. Spada - Istituto Nazionale di Fisica Nucleare, Sezione di Pisa
G. Spandre - Istituto Nazionale di Fisica Nucleare, Sezione di Pisa
P. Spinelli - Istituto Nazionale di Fisica Nucleare, Sezione di Bari
H. Tajima - Kavli Institute for Particle Astrophysics and Cosmology
J.B. Thayer - Kavli Institute for Particle Astrophysics and Cosmology
D.F. Torres - Institució Catalana de Recerca i Estudis Avançats
E. Troja - Goddard Space Flight Center
G. Vianello - Kavli Institute for Particle Astrophysics and Cosmology
Publication Details: The Astrophysical Journal, Vol.835(2)
Identifiers: 9934190009311
Academic Unit: Laboratoire Univers et Particules de Montpellier - LUPM
Language: English
Resource Type: Journal article
Local Fields: hal-01554386