Multi-resolution anisotropy studies of ultrahigh-energy cosmic rays detected at the Pierre Auger Observatory

A. Aab, P. Abreu, M. Aglietta, I. Al Samarai, I. F.M. Albuquerque, I. Allekotte, A. Almela, J. Alvarez Castillo, J. Alvarez-Muñiz, G. A. Anastasi, L. Anchordoqui, B. Andrada, S. Andringa, C. Aramo, F. Arqueros, N. Arsene, H. Asorey, P. Assis, J. Aublin, G. AvilaA. M. Badescu, A. Balaceanu, R. J. Barreira Luz, C. Baus, J. J. Beatty, K. H. Becker, J. A. Bellido, C. Berat, M. E. Bertaina, X. Bertou, P. L. Biermann, P. Billoir, J. Biteau, S. G. Blaess, A. Blanco, J. Blazek, C. Bleve, M. Boháčová, D. Boncioli, C. Bonifazi, N. Borodai, A. M. Botti, J. Brack, I. Brancus, T. Bretz, A. Bridgeman, F. L. Briechle, P. Buchholz, A. Bueno, S. Buitink, M. Buscemi, K. S. Caballero-Mora, L. Caccianiga, A. Cancio, F. Canfora, L. Caramete, R. Caruso, A. Castellina, G. Cataldi, L. Cazon, A. G. Chavez, J. A. Chinellato, J. Chudoba, R. W. Clay, R. Colalillo, A. Coleman, L. Collica, M. R. Coluccia, R. Conceição, F. Contreras, M. J. Cooper, S. Coutu, C. E. Covault, J. Cronin, S. D'Amico, B. Daniel, S. Dasso, K. Daumiller, B. R. Dawson, R. M. De Almeida, S. J. De Jong, G. De Mauro, J. R.T. De Mello Neto, I. De Mitri, J. De Oliveira, V. De Souza, J. Debatin, O. Deligny, C. Di Giulio, A. Di Matteo, M. L. Díaz Castro, F. Diogo, C. Dobrigkeit, J. C. D'Olivo, R. C. Dos Anjos, M. T. Dova, A. Dundovic, J. Ebr, R. Engel, M. Erdmann, M. Erfani, C. O. Escobar, J. Espadanal, A. Etchegoyen, H. Falcke, G. Farrar, A. C. Fauth, N. Fazzini, B. Fick, J. M. Figueira, A. Filipčič, O. Fratu, M. M. Freire, T. Fujii, A. Fuster, R. Gaior, B. García, D. Garcia-Pinto, F. Gaté, H. Gemmeke, A. Gherghel-Lascu, P. L. Ghia, U. Giaccari, M. Giammarchi, M. Giller, D. Głas, C. Glaser, G. Golup, M. Gómez Berisso, P. F. Gómez Vitale, N. González, A. Gorgi, P. Gorham, P. Gouffon, A. F. Grillo, T. D. Grubb, F. Guarino, G. P. Guedes, M. R. Hampel, P. Hansen, D. Harari, T. A. Harrison, J. L. Harton, Q. Hasankiadeh, A. Haungs, T. Hebbeker, D. Heck, P. Heimann, A. E. Herve, G. C. Hill, C. Hojvat, E. Holt, P. Homola, J. R. Hörandel, P. Horvath, M. Hrabovský, T. Huege, J. Hulsman, A. Insolia, P. G. Isar, I. Jandt, S. Jansen, J. A. Johnsen, M. Josebachuili, A. Kääpä, O. Kambeitz, K. H. Kampert, I. Katkov, B. Keilhauer, E. Kemp, J. Kemp, R. M. Kieckhafer, H. O. Klages, M. Kleifges, J. Kleinfeller, R. Krause, N. Krohm, D. Kuempel, G. Kukec Mezek, N. Kunka, A. Kuotb Awad, D. Lahurd, M. Lauscher, R. Legumina, M. A. Leigui De Oliveira, A. Letessier-Selvon, I. Lhenry-Yvon, K. Link, L. Lopes, R. López, A. López Casado, Q. Luce, A. Lucero, M. Malacari, M. Mallamaci, D. Mandat, P. Mantsch, A. G. Mariazzi, I. C. Mariş, G. Marsella, D. Martello, H. Martinez, O. Martínez Bravo, J. J. Masías Meza, H. J. Mathes, S. Mathys, J. Matthews, J. A.J. Matthews, G. Matthiae, E. Mayotte, P. O. Mazur, C. Medina, G. Medina-Tanco, D. Melo, A. Menshikov, S. Messina, M. I. Micheletti, L. Middendorf, I. A. Minaya, L. Miramonti, B. Mitrica, D. Mockler, S. Mollerach, F. Montanet, C. Morello, M. Mostafá, A. L. Müller, G. Müller, M. A. Muller, S. Müller, R. Mussa, I. Naranjo, L. Nellen, P. H. Nguyen, M. Niculescu-Oglinzanu, M. Niechciol, L. Niemietz, T. Niggemann, D. Nitz, D. Nosek, V. Novotny, H. Nožka, L. A. Núñez, L. Ochilo, F. Oikonomou, A. Olinto, D. Pakk Selmi-Dei, M. Palatka, J. Pallotta, P. Papenbreer, G. Parente, A. Parra, T. Paul, M. Pech, F. Pedreira, J. Pkala, R. Pelayo, J. Peña-Rodriguez, L. A.S. Pereira, M. Perlín, L. Perrone, C. Peters, S. Petrera, J. Phuntsok, R. Piegaia, T. Pierog, P. Pieroni, M. Pimenta, V. Pirronello, M. Platino, M. Plum, C. Porowski, R. R. Prado, P. Privitera, M. Prouza, E. J. Quel, S. Querchfeld, S. Quinn, R. Ramos-Pollan, J. Rautenberg, D. Ravignani, B. Revenu, J. Ridky, M. Risse, P. Ristori, V. Rizi, W. Rodrigues De Carvalho, G. Rodriguez Fernandez, J. Rodriguez Rojo, D. Rogozin, M. J. Roncoroni, M. Roth, E. Roulet, A. C. Rovero, P. Ruehl, S. J. Saffi, A. Saftoiu, H. Salazar, A. Saleh, F. Salesa Greus, G. Salina, F. Sánchez, P. Sanchez-Lucas, E. M. Santos, E. Santos, F. Sarazin, R. Sarmento, C. A. Sarmiento, R. Sato, M. Schauer, V. Scherini, H. Schieler, M. Schimp, D. Schmidt, O. Scholten, P. Schovánek, F. G. Schröder, A. Schulz, J. Schulz, J. Schumacher, S. J. Sciutto, A. Segreto, M. Settimo, A. Shadkam, R. C. Shellard, G. Sigl, G. Silli, O. Sima, A. Śmiałkowski, R. Šmída, G. R. Snow, P. Sommers, S. Sonntag, J. Sorokin, R. Squartini, D. Stanca, S. Stanič, J. Stasielak, P. Stassi, F. Strafella, F. Suarez, M. Suarez Durán, T. Sudholz, T. Suomijärvi, A. D. Supanitsky, J. Swain, Z. Szadkowski, A. Taboada, O. A. Taborda, A. Tapia, V. M. Theodoro, C. Timmermans, C. J. Todero Peixoto, L. Tomankova, B. Tomé, G. Torralba Elipe, M. Torri, P. Travnicek, M. Trini, R. Ulrich, M. Unger, M. Urban, J. F. Valdés Galicia, I. Valiño, L. Valore, G. Van Aar, P. Van Bodegom, A. M. Van Den Berg, A. Van Vliet, E. Varela, B. Vargas Cárdenas, G. Varner, J. R. Vázquez, R. A. Vázquez, D. Veberič, I. D. Vergara Quispe, V. Verzi, J. Vicha, L. Villaseñor, S. Vorobiov, H. Wahlberg, O. Wainberg, D. Walz, A. A. Watson, M. Weber, A. Weindl, L. Wiencke, H. Wilczyński, T. Winchen, D. Wittkowski, B. Wundheiler, L. Yang, D. Yelos, A. Yushkov, E. Zas, D. Zavrtanik, M. Zavrtanik, A. Zepeda, B. Zimmermann, M. Ziolkowski, Z. Zong, F. Zuccarello

Research output: Contribution to journalArticle

11 Scopus citations

Abstract

We report a multi-resolution search for anisotropies in the arrival directions of cosmic rays detected at the Pierre Auger Observatory with local zenith angles up to 80° and energies in excess of 4 EeV (4 × 1018 eV). This search is conducted by measuring the angular power spectrum and performing a needlet wavelet analysis in two independent energy ranges. Both analyses are complementary since the angular power spectrum achieves a better performance in identifying large-scale patterns while the needlet wavelet analysis, considering the parameters used in this work, presents a higher efficiency in detecting smaller-scale anisotropies, potentially providing directional information on any observed anisotropies. No deviation from isotropy is observed on any angular scale in the energy range between 4 and 8 EeV. Above 8 EeV, an indication for a dipole moment is captured; while no other deviation from isotropy is observed for moments beyond the dipole one. The corresponding p-values obtained after accounting for searches blindly performed at several angular scales, are 1.3 × 10-5 in the case of the angular power spectrum, and 2.5 × 10-3 in the case of the needlet analysis. While these results are consistent with previous reports making use of the same data set, they provide extensions of the previous works through the thorough scans of the angular scales.

Original languageEnglish (US)
Article number026
JournalJournal of Cosmology and Astroparticle Physics
Volume2017
Issue number6
DOIs
StatePublished - Jun 13 2017

    Fingerprint

All Science Journal Classification (ASJC) codes

  • Astronomy and Astrophysics

Cite this

Aab, A., Abreu, P., Aglietta, M., Al Samarai, I., Albuquerque, I. F. M., Allekotte, I., Almela, A., Alvarez Castillo, J., Alvarez-Muñiz, J., Anastasi, G. A., Anchordoqui, L., Andrada, B., Andringa, S., Aramo, C., Arqueros, F., Arsene, N., Asorey, H., Assis, P., Aublin, J., ... Zuccarello, F. (2017). Multi-resolution anisotropy studies of ultrahigh-energy cosmic rays detected at the Pierre Auger Observatory. Journal of Cosmology and Astroparticle Physics, 2017(6), [026]. https://doi.org/10.1088/1475-7516/2017/06/026