Abstract
The CALorimetric Electron Telescope CALET is collecting science data on the International Space Station since October 2015 with excellent and continuous performance. Energy is measured with a deep homogeneous calorimeter (1.2 nuclear interaction lengths, 27 radiation lengths) preceded by an imaging pre-shower (3 radiation lengths, 1mm granularity) providing tracking and \(10^{-5}\) electron/proton discrimination. Two independent sub-systems identify the charge \(Z\) of the incident particle from proton to iron and above (\({{Z}<}\)40). CALET measures the cosmic-ray electron + positron flux up to 20 TeV, gamma rays up to 10 TeV, and nuclei up to the PeV scale. In this paper, we report the on-orbit performance of the instrument and summarize the main results obtained during the first 5 years of operation, including the electron + positron energy spectrum and the individual spectra of protons, heavier nuclei and iron. Solar modulation and gamma-ray observations are also concisely reported, as well as transient phenomena and the search for gravitational wave counterparts.
Similar content being viewed by others
REFERENCES
S. Torii (for the CALET Collab.), PoS (ICRC2019) 142 (2019).
Y. Asaoka (for the CALET Collab.), PoS (ICRC2019) 001 (2019).
S. Torii and P. S. Marrocchesi (for the CALET Collab.), Adv. Space Res. 64, 2531 (2019).
Y. Akaike (for the CALET Collab.), PoS (ICRC2019) 034 (2019).
B. F. Rauch (for the CALET Collab.), PoS (ICRC2019) 130 (2019).
P. S. Marrocchesi, O. Adriani, Y. Akaike, M. G. Bagliesi, A. Basti, G. Bigongiari, S. Bonechi, M. Bongi, M. Y. Kim, T. Lomtadze, P. Maestro, T. Niita, S. Ozawa, Y. Shimizu, and S. Torii, Nucl. Instrum. Methods Phys. Res., Sect. A 659, 477 (2011).
P. S. Marrocchesi (for the CALET Collab.), PoS (ICRC2019) 103 (2019).
P. Brogi, P. S. Marrocchesi, P. Maestro, and N. Mori (for the CALET Collab.), PoS (ICRC2015) 595 (2015).
Y. Asaoka, Y. Akaike, Y. Komiya, R. Miyata, S. Torii, O. Adriani, K. Asano, M. G. Bagliesi, G. Bigongiari, W. R. Binns, S. Bonechi, M. Bongi, P. Brogi, J. H. Buckley, N. Cannady, G. Castellini, et al. (CALET Collab.), Astropart. Phys. 91, 1 (2017).
Y. Asaoka, S. Ozawa, S. Torii, O. Adriani, Y. Akaike, K. Asano, M. G. Bagliesi, G. Bigongiari, W. R. Binns, S. Bonechi, M. Bongi, P. Brogi, J. H. Buckley, N. Cannady, G. Castellini, C. Checchia, et al. (CALET Collab.), Astropart. Phys. 100, 29 (2018).
O. Adriani, Y. Akaike, K. Asano, Y. Asaoka, M. G. Bagliesi, G. Bigongiari, W. R. Binns, S. Bonechi, M. Bongi, P. Brogi, J. H. Buckley, N. Cannady, G. Castellini, C. Checchia, M. L. Cherry, G. Collazuol, et al. (CALET Collab.), Phys. Rev. Lett. 119, 181101 (2017).
G. Ambrosi, Q. An, R. Asfandiyarov, P. Azzarello, P. Bernardini, B. Bertucci, M. S. Cai, J. Chang, D. Y. Chen, H. F. Chen, J. L. Chen, W. Chen, M. Y. Cui, T. S. Cui, A. D’Amone, A. De Benedittis, et al. (DAMPE Collab.), Nature (London, U.K.) 552, 63 (2017).
O. Adriani, Y. Akaike, K. Asano, Y. Asaoka, M. G. Bagliesi, E. Berti, G. Bigongiari, W. R. Binns, S. Bonechi, M. Bongi, P. Brogi, J. H. Buckley, N. Cannady, G. Castellini, C. Checchia, M. L. Cherry, et al. (CALET Collab.), Phys. Rev. Lett. 120, 261102 (2018).
O. Adriani, G. C. Barbarino, G. A. Bazilevskaya, R. Bellotti, M. Boezio, E. A. Bogomolov, M. Bongi, V. Bonvicini, S. Bottai, A. Bruno, F. Cafagna, D. Campana, P. Carlson, M. Casolino, G. Castellini, C. De Santis, et al. (PAMELA Collab.), Riv. Nuovo Cim. 40, 473 (2017).
S. Abdollahi et al. (The Fermi-LAT Collab.), Phys. Rev. D 95, 082007 (2017).
M. Aguilar, D. Aisa, A. Alvino, G. Ambrosi, K. Andeen, L. Arruda, N. Attig, P. Azzarello, A. Bachlechner, F. Barao, A. Barrau, L. Barrin, A. Bartoloni, L. Basara, M. Battarbee, R. Battiston, et al. (AMS Collab.), Phys. Rev. Lett. 113, 221102 (2014).
F. Aharonian, A. G. Akhperjanian, U. Barres de Almeida, A. R. Bazer-Bachi, Y. Becherini, B. Behera, W. Benbow, K. Bernlöhr, C. Boisson, A. Bochow, V. Borrel, I. Braun, E. Brion, J. Brucker, P. Brun, R. Bühler, et al. (H.E.S.S. Collab.), Phys. Rev. Lett. 101, 261104 (2008).
F. Aharonian, A. G. Akhperjanian, G. Anton, U. Barres de Almeida, A. R. Bazer-Bachi, Y. Becherini, B. Behera, K. Bernlöhr, A. Bochow, C. Boisson, J. Bolmont, V. Borrel, J. Brucker, F. Brun, P. Brun, R. Bühler, et al. (H.E.S.S. Collab.), Astron. Astrophys. 508, 561 (2009).
Y. S. Yoon, T. Anderson, A. Barrau, N. B. Conklin, S. Coutu, L. Derome, J. H. Han, J. A. Jeon, K. C. Kim, M. H. Kim, H. Y. Lee, J. Lee, M. H. Lee, S. E. Lee, J. T. Link, A. Menchaca-Rocha, et al., Astrophys. J. 839, 5 (2017).
H. S. Ahn, P. Allison, M. G. Bagliesi, J. J. Beatty, G. Bigongiari, J. T. Childers, N. B. Conklin, S. Coutu, M. A. DuVernois, O. Ganel, J. H. Han, J. A. Jeon, K. C. Kim, M. H. Lee, L. Lutz, P. Maestro, et al., Astrophys. J. Lett. 714, L89 (2010).
Y. S. Yoon, H. S. Ahn, P. S. Allison, M. G. Bagliesi, J. J. Beatty, G. Bigongiari, P. J. Boyle, J. T. Childers, N. B. Conklin, S. Coutu, M. A. DuVernois, O. Ganel, J. H. Han, J. A. Jeon, K. C. Kim, M. H. Lee, et al., Astrophys. J. 728, 122 (2011).
O. Adriani, G. C. Barbarino, G. A. Bazilevskaya, R. Bellotti, M. Boezio, E. A. Bogomolov, L. Bonechi, M. Bongi, V. Bonvicini, S. Borisov, S. Bottai, A. Bruno, F. Cafagna, D. Campana, R. Carbone, P. Carlson, et al. (PAMELA Collab.), Science (Washington, DC, U. S.) 332, 69 (2011).
O. Adriani, G. C. Barbarino, G. A. Bazilevskaya, R. Bellotti, M. Boezio, E. A. Bogomolov, M. Bongi, V. Bonvicini, S. Borisov, S. Bottai, A. Bruno, F. Cafagna, D. Campana, R. Carbone, P. Carlson, M. Casolino, et al. (PAMELA Collab.), Astrophys. J. 765, 91 (2013).
M. Aguilar, D. Aisa, B. Alpat, A. Alvino, G. Ambrosi, K. Andeen, L. Arruda, N. Attig, P. Azzarello, A. Bachlechner, F. Barao, A. Barrau, L. Barrin, A. Bartoloni, L. Basara, M. Battarbee, et al. (AMS Collab.), Phys. Rev. Lett. 114, 171103 (2015).
O. Adriani, Y. Akaike, K. Asano, Y. Asaoka, M. G. Bagliesi, E. Berti, G. Bigongiari, W. R. Binns, S. Bonechi, M. Bongi, P. Brogi, A. Bruno, J. H. Buckley, N. Cannady, G. Castellini, C. Checchia, et al. (CALET Collab.), Phys. Rev. Lett. 122, 181102 (2019).
Q. An, R. Asfandiyarov, P. Azzarello, P. Bernardini, X. J. Bi, M. S. Cai, J. Chang, D. Y. Chen, H. F. Chen, J. L. Chen, W. Chen, M. Y. Cui, T. S. Cui, H. T. Dai, A. D’Amone, A. De Benedittis, et al. (DAMPE Collab.), Sci. Adv. 5 eaax3793 (2019).
M. Aguilar, D. Aisa, B. Alpat, A. Alvino, G. Ambrosi, K. Andeen, L. Arruda, N. Attig, P. Azzarello, A. Bachlechner, F. Barao, A. Barrau, L. Barrin, A. Bartoloni, L. Basara, M. Battarbee, et al. (AMS Collab.), Phys. Rev. Lett. 115, 211101 (2015).
M. Aguilar, L. Ali Cavasonza, B. Alpat, G. Ambrosi, L. Arruda, N. Attig, S. Aupetit, P. Azzarello, A. Bachlechner, F. Barao, A. Barrau, L. Barrin, A. Bartoloni, L. Basara, S. Bacsehgmez-du Pree, M. Battarbee, et al. (AMS Collab.), Phys. Rev. Lett. 119, 251101 (2017).
P. Maestro, P. S. Marrocchesi, G. Bigongiari, and P. Brogi, Adv. Space Res. 64, 2538 (2019).
Y. Akaike (for the CALET Collab.), J. Phys.: Conf. Ser. 1181, 012042 (2019).
O. Adriani, Y. Akaike, K. Asano, Y. Asaoka, M. G. Bagliesi, E. Berti, G. Bigongiari, W. R. Binns, M. Bongi, P. Brogi, A. Bruno, J. H. Buckley, N. Cannady, G. Castellini, C. Checchia, M. L. Cherry, et al. (CALET Collab.), Phys. Rev. Lett. 125, 251102 (2020).
O. Adriani, Y. Akaike, K. Asano, Y. Asaoka, E. Berti, G. Bigongiari, W. R. Binns, M. Bongi, P. Brogi, A. Bruno, J. H. Buckley, N. Cannady, G. Castellini, C. Checchia, M. L. Cherry, G. Collazuol, et al. (CALET Collab.), Phys. Rev. Lett. 126, 241101 (2021).
J. J. Engelmann, P. Ferrando, A. Soutoul, P. Goret, E. Juliusson, L. Koch-Miramond, N. Lund, P. Masse, B. Peters, N. Petrou, and I. L. Rasmussen, Astron. Astrophys. 233, 96 (1990).
D. Müller, S. P. Swordy, P. Meyer, J. L’Heureux, and J. M. Grunsfeld, Astrophys. J. 374, 356 (1991).
M. Aguilar, L. Ali Cavasonza, M. S. Allen, B. Alpat, G. Ambrosi, L. Arruda, N. Attig, F. Barao, L. Barrin, A. Bartoloni, S. Bacsehgmez-du Pree, R. Battiston, M. Behlmann, B. Beischer, J. Berdugo, B. Bertucci, et al. (AMS Collab.), Phys. Rev. Lett. 126, 041104 (2021).
V. Grebenyuk, D. Karmanov, I. Kovalev, I. Kudryashov, A. Kurganov, A. Panov, D. Podorozhny, A. Tkachenko, L. Tkachev, A. Turundaevskiy, O. Vasiliev, and A. Voronin (NUCLEON Collab.), Adv. Space Res. 64, 2546 (2019).
A. D. Panov, J. H. Adams, H. S. Ahn, G. L. Bashinzhagyan, J. W. Watts, J. P. Wefel, J. Wu, O. Ganel, T. G. Guzik, V. I. Zatsepin, I. Isbert, K. C. Kim, M. Christl, E. N. Kouznetsov, M. I. Panasyuk, E. S. Seo, et al. (ATIC Collab.), Bull. Russ. Acad. Sci.: Phys. 73, 564 (2009).
M. Ave, P. J. Boyle, F. Gahbauer, C. Hippner, J. R. Horandel, M. Ichimura, D. Müller, and A. Romero-Wolf (TRACER Collab.), Astrophys. J. 678, 262 (2008).
H. S. Ahn, P. Allison, M. G. Bagliesi, L. Barbier, J. J. Beatty, G. Bigongiari, T. J. Brandt, J. T. Childers, N. B. Conklin, S. Coutu, M. A. DuVernois, O. Ganel, J. H. Han, J. A. Jeon, K. C. Kim, M. H. Lee, et al. (CREAM Collab.), Astrophys. J. 707, 593 (2009).
M. Ichimura, M. Kogawa, S. Kuramata, H. Mito, T. Murabayashi, H. Nanjo, T. Nakamura, K. Ohba, T. Ohuchi, T. Ozawa, Y. Yamada, H. Matsutani, Z. Watanabe, E. Kamioka, K. Kirii, M. Kitazawa, et al., Phys. Rev. D 48, 1949 (1993).
F. Aharonian, A. G. Akhperjanian, A. R. Bazer-Bachi, M. Beilicke, W. Benbow, D. Berge, K. Bernlöhr, C. Boisson, O. Bolz, V. Borrel, I. Braun, E. Brion, A. M. Brown, R. Bühler, I. Büsching, S. Carrigan, et al. (H.E.S.S. Collab.), Phys. Rev. D 75, 042004 (2007).
K. Yamaoka, A. Yoshida, T. Sakamoto, I. Takahashi, T. Hara, T. Yamamoto, Y. Kawakubo, R. Inoue, S. Terazawa, R. Fujioka, K. Senuma, S. Nakahira, H. Tomida, S. Ueno, S. Torii, M. L. Cherry, S. Ricciarini (CALET Collab.), in Proceedings of the 7th Huntsville Gamma-Ray Burst Symposium, GRB 2013, eConf C1304143, 41 (2013).
N. Cannady, Y. Asaoka, F. Satoh, M. Tanaka, S. Torii, M. L. Cherry, M. Mori, O. Adriani, Y. Akaike, K. Asano, M. G. Bagliesi, E. Berti, G. Bigongiari, W. R. Binns, S. Bonechi, M. Bongi, et al. (CALET Collab.), Astrophys. J. Suppl. Ser. 238, 5 (2018).
M. Mori et al. (for the CALET Collab.), PoS (ICRC2019) 586 (2019).
O. Adriani, Y. Akaike, K. Asano, Y. Asaoka, M. G. Bagliesi, E. Berti, G. Bigongiari, W. R. Binns, S. Bonechi, M. Bongi, P. Brogi, J. H. Buckley, N. Cannady, G. Castellini, C. Checchia, M. L. Cherry, et al. (CALET Collab.), Astrophys. J. Lett. 863, 160 (2018).
O. Adriani, Y. Akaike, K. Asano, Y. Asaoka, M. G. Bagliesi, G. Bigongiari, W. R. Binns, S. Bo- nechi, M. Bongi, P. Brogi, J. H. Buckley, N. Cannady, G. Castellini, C. Checchia, M. L. Cherry, G. Collazuol, et al. (CALET Collab.), Astrophys. J. Lett. 829, L20 (2016).
S. Miyake et al. (for the CALET Collab.), PoS (ICRC2019) 1126 (2019).
R. Kataoka, Y. Asaoka, S. Torii, T. Terasawa, S. Ozawa, T. Tamura, Y. Shimizu, Y. Akaike, and M. Mori (CALET Collab.), Geophys. Res. Lett. 43, 4119 (2016).
A. Bruno et al. (for the CALET Collab.), PoS (ICRC2019) 1063 (2019).
ACKNOWLEDGMENTS
We gratefully acknowledge JAXA’s contributions to the development of CALET and to the operations onboard the ISS. We also wish to express our sincere gratitude to ASI and NASA for their support of the CALET mission.
Author information
Authors and Affiliations
Consortia
Corresponding author
Rights and permissions
About this article
Cite this article
Marrocchesi, P.S., Adriani, O., Akaike, Y. et al. CALET Observations during the First 5 Years on the ISS. Phys. Atom. Nuclei 84, 985–994 (2021). https://doi.org/10.1134/S1063778821130214
Received:
Revised:
Accepted:
Published:
Issue Date:
DOI: https://doi.org/10.1134/S1063778821130214