A search for anisotropy in the arrival directions of ultra high energy cosmic rays recorded at the Pierre Auger Observatory

P. Abreu, M. Aglietta, M. Ahlers, E. J. Ahn, I. F.M. Albuquerque, D. Allard, I. Allekotte, J. Allen, P. Allison, A. Almela, J. Alvarez Castillo, J. Alvarez-Mũiz, M. Ambrosio, A. Aminaei, L. Anchordoqui, S. Andringa, T. Antici'C, C. Aramo, E. Arganda, F. ArquerosH. Asorey, P. Assis, J. Aublin, M. Ave, M. Avenier, G. Avila, T. Bäcker, A. M. Badescu, M. Balzer, K. B. Barber, A. F. Barbosa, R. Bardenet, S. L.C. Barroso, B. Baughman, J. Bäuml, J. J. Beatty, B. R. Becker, K. H. Becker, A. Bellétoile, J. A. Bellido, S. Benzvi, C. Berat, X. Bertou, P. L. Biermann, P. Billoir, F. Blanco, M. Blanco, C. Bleve, H. Blümer, M. Boháčová, D. Boncioli, C. Bonifazi, R. Bonino, N. Borodai, J. Brack, I. Brancus, P. Brogueira, W. C. Brown, R. Bruijn, P. Buchholz, A. Bueno, R. E. Burton, K. S. Caballero-Mora, B. Caccianiga, L. Caramete, R. Caruso, A. Castellina, O. Catalano, G. Cataldi, L. Cazon, R. Cester, J. Chauvin, S. H. Cheng, A. Chiavassa, J. A. Chinellato, J. Chirinos Diaz, J. Chudoba, M. Cilmo, R. W. Clay, M. R. Coluccia, R. Conceiço, F. Contreras, H. Cook, M. J. Cooper, J. Coppens, A. Cordier, S. Coutu, C. E. Covault, A. Creusot, A. Criss, J. Cronin, A. Curutiu, S. Dagoret-Campagne, R. Dallier, S. Dasso, K. Daumiller, B. R. Dawson, R. M. De Almeida, M. De Domenico, C. De Donato, S. J. De Jong, G. De La Vega, W. J.M. De Mello Junior, J. R.T. De Mello Neto, I. De Mitri, V. De Souza, K. D. De Vries, L. Del Peral, M. Del Río, O. Deligny, H. Dembinski, N. Dhital, C. Di Giulio, M. L. Díaz Castro, P. N. Diep, F. Diogo, C. Dobrigkeit, W. Docters, J. C. D'Olivo, P. N. Dong, A. Dorofeev, J. C. Dos Anjos, M. T. Dova, D. D'Urso, I. Dutan, J. Ebr, R. Engel, M. Erdmann, C. O. Escobar, J. Espadanal, A. Etchegoyen, P. Facal San Luis, I. Fajardo Tapia, H. Falcke, G. Farrar, A. C. Fauth, N. Fazzini, A. P. Ferguson, B. Fick, A. Filevich, A. Filipčič, S. Fliescher, C. E. Fracchiolla, E. D. Fraenkel, O. Fratu, U. Fröhlich, B. Fuchs, R. Gaior, R. F. Gamarra, S. Gambetta, B. García, S. T. Garcia Roca, D. Garcia-Gamez, D. Garcia-Pinto, A. Gascon, H. Gemmeke, P. L. Ghia, U. Giaccari, M. Giller, H. Glass, M. S. Gold, G. Golup, F. Gomez Albarracin, M. Gómez Berisso, P. F. Gómez Vitale, P. Gonçalves, D. Gonzalez, J. G. Gonzalez, B. Gookin, A. Gorgi, P. Gouffon, E. Grashorn, S. Grebe, N. Griffith, M. Grigat, A. F. Grillo, Y. Guardincerri, F. Guarino, G. P. Guedes, A. Guzman, J. D. Hague, P. Hansen, D. Harari, S. Harmsma, T. A. Harrison, J. L. Harton, A. Haungs, T. Hebbeker, D. Heck, A. E. Herve, C. Hojvat, N. Hollon, V. C. Holmes, P. Homola, J. R. Hörandel, A. Horneffer, P. Horvath, M. Hrabovský, T. Huege, A. Insolia, F. Ionita, A. Italiano, C. Jarne, S. Jiraskova, M. Josebachuili, K. Kadija, K. H. Kampert, P. Karhan, P. Kasper, B. Kégl, B. Keilhauer, A. Keivani, J. L. Kelley, E. Kemp, R. M. Kieckhafer, H. O. Klages, M. Kleifges, J. Kleinfeller, J. Knapp, D. H. Koang, K. Kotera, N. Krohm, O. Krömer, D. Kruppke-Hansen, F. Kuehn, D. Kuempel, J. K. Kulbartz, N. Kunka, G. La Rosa, C. Lachaud, R. Lauer, P. Lautridou, S. Le Coz, M. S.A.B. Leão, D. Lebrun, P. Lebrun, M. A. Leigui De Oliveira, A. Letessier-Selvon, I. Lhenry-Yvon, K. Link, R. López, A. Lopez Agüera, K. Louedec, J. Lozano Bahilo, L. Lu, A. Lucero, M. Ludwig, H. Lyberis, C. MacOlino, S. Maldera, D. Mandat, P. Mantsch, A. G. Mariazzi, J. Marin, V. Marin, I. C. Maris, H. R. Marquez Falcon, G. Marsella, D. Martello, L. Martin, H. Martinez, O. Martínez Bravo, H. J. Mathes, J. Matthews, J. A.J. Matthews, G. Matthiae, D. Maurel, D. Maurizio, P. O. Mazur, G. Medina-Tanco, M. Melissas, D. Melo, E. Menichetti, A. Menshikov, P. Mertsch, C. Meurer, S. Mi'Canovi'C, M. I. Micheletti, I. A. Minaya, L. Miramonti, L. Molina-Bueno, S. Mollerach, M. Monasor, D. Monnier Ragaigne, F. Montanet, B. Morales, C. Morello, E. Moreno, J. C. Moreno, M. Mostafá, C. A. Moura, M. A. Muller, G. Müller, M. Münchmeyer, R. Mussa, G. Navarra, J. L. Navarro, S. Navas, P. Necesal, L. Nellen, A. Nelles, J. Neuser, P. T. Nhung, M. Niechciol, L. Niemietz, N. Nierstenhoefer, D. Nitz, D. Nosek, L. Nožka, M. Nyklicek, J. Oehlschläger, A. Olinto, M. Ortiz, N. Pacheco, D. Pakk Selmi-Dei, M. Palatka, J. Pallotta, N. Palmieri, G. Parente, E. Parizot, A. Parra, S. Pastor, T. Paul, M. Pech, J. Pekala, R. Pelayo, I. M. Pepe, L. Perrone, R. Pesce, E. Petermann, S. Petrera, P. Petrinca, A. Petrolini, Y. Petrov, J. Petrovic, C. Pfendner, R. Piegaia, T. Pierog, P. Pieroni, M. Pimenta, V. Pirronello, M. Platino, V. H. Ponce, M. Pontz, A. Porcelli, P. Privitera, M. Prouza, E. J. Quel, S. Querchfeld, J. Rautenberg, O. Ravel, D. Ravignani, B. Revenu, J. Ridky, S. Riggi, M. Risse, P. Ristori, H. Rivera, V. Rizi, J. Roberts, W. Rodrigues De Carvalho, G. Rodriguez, J. Rodriguez Martino, J. Rodriguez Rojo, I. Rodriguez-Cabo, M. D. Rodríguez-Frías, G. Ros, J. Rosado, T. Rossler, M. Roth, B. Rouillé-D'Orfeuil, E. Roulet, A. C. Rovero, C. Rühle, A. Saftoiu, F. Salamida, H. Salazar, F. Salesa Greus, G. Salina, F. Snchez, C. E. Santo, E. Santos, E. M. Santos, F. Sarazin, B. Sarkar, S. Sarkar, R. Sato, N. Scharf, V. Scherini, H. Schieler, P. Schiffer, A. Schmidt, O. Scholten, H. Schoorlemmer, J. Schovancova, P. Schovnek, F. Schröder, S. Schulte, D. Schuster, S. J. Sciutto, M. Scuderi, A. Segreto, M. Settimo, A. Shadkam, R. C. Shellard, I. Sidelnik, G. Sigl, H. H. Silva Lopez, O. Sima, A. 'Smiakowski, R. Mída, G. R. Snow, P. Sommers, J. Sorokin, H. Spinka, R. Squartini, Y. N. Srivastava, S. Stanic, J. Stapleton, J. Stasielak, M. Stephan, A. Stutz, F. Suarez, T. Suomijärvi, A. D. Supanitsky, T. Šuša, M. S. Sutherland, J. Swain, Z. Szadkowski, M. Szuba, A. Tapia, M. Tartare, O. Tacu, C. G. Tavera Ruiz, R. Tcaciuc, D. Tegolo, N. T. Thao, D. Thomas, J. Tiffenberg, C. Timmermans, W. Tkaczyk, C. J. Todero Peixoto, G. Toma, B. Tomé, A. Tonachini, P. Travnicek, D. B. Tridapalli, G. Tristram, E. Trovato, M. Tueros, R. Ulrich, M. Unger, M. Urban, J. F. Valdés Galicia, I. Valĩo, L. Valore, A. M. Van Den Berg, E. Varela, B. Vargas Cárdenas, J. R. Vázquez, R. A. Vázquez, D. Veberič, V. Verzi, J. Vicha, M. Videla, L. Villasẽor, H. Wahlberg, P. Wahrlich, O. Wainberg, D. Walz, A. A. Watson, M. Weber, K. Weidenhaupt, A. Weindl, F. Werner, S. Westerhoff, B. j. Whelan, A. Widom, G. Wieczorek, L. Wiencke, B. Wilczyska, H. Wilczyski, M. Will, C. Williams, T. Winchen, M. Wommer, B. Wundheiler, T. Yamamoto, T. Yapici, P. Younk, G. Yuan, A. Yushkov, B. Zamorano, E. Zas, D. Zavrtanik, M. Zavrtanik, I. Zaw, A. Zepeda, Y. Zhu, M. Zimbres Silva, M. Ziolkowski

Research output: Contribution to journalArticle

Abstract

Observations of cosmic ray arrival directions made with the Pierre Auger Observatory have previously provided evidence of anisotropy at the 99% CL using the correlation of ultra high energy cosmic rays (UHECRs) with objects drawn from the Véron-Cetty Véron catalog. In this paper we report on the use of three catalog independent methods to search for anisotropy. The 2pt-L, 2pt+ and 3pt methods, each giving a different measure of self-clustering in arrival directions, were tested on mock cosmic ray data sets to study the impacts of sample size and magnetic smearing on their results, accounting for both angular and energy resolutions. If the sources of UHECRs follow the same large scale structure as ordinary galaxies in the local Universe and if UHECRs are deflected no more than a few degrees, a study of mock maps suggests that these three methods can efficiently respond to the resulting anisotropy with a P-value = 1.0% or smaller with data sets as few as 100 events. Using data taken from January 1, 2004 to July 31, 2010 we examined the 20,30,110 highest energy events with a corresponding minimum energy threshold of about 49.3 EeV. The minimum P-values found were 13.5% using the 2pt-L method, 1.0% using the 2pt+ method and 1.1% using the 3pt method for the highest 100 energy events. In view of the multiple (correlated) scans performed on the data set, these catalog-independent methods do not yield strong evidence of anisotropy in the highest energy cosmic rays.

Original languageEnglish (US)
Article number040
JournalJournal of Cosmology and Astroparticle Physics
Volume2012
Issue number4
DOIs
StatePublished - Apr 2012

ASJC Scopus subject areas

  • Astronomy and Astrophysics

Fingerprint Dive into the research topics of 'A search for anisotropy in the arrival directions of ultra high energy cosmic rays recorded at the Pierre Auger Observatory'. Together they form a unique fingerprint.

  • Cite this

    Abreu, P., Aglietta, M., Ahlers, M., Ahn, E. J., Albuquerque, I. F. M., Allard, D., Allekotte, I., Allen, J., Allison, P., Almela, A., Alvarez Castillo, J., Alvarez-Mũiz, J., Ambrosio, M., Aminaei, A., Anchordoqui, L., Andringa, S., Antici'C, T., Aramo, C., Arganda, E., ... Ziolkowski, M. (2012). A search for anisotropy in the arrival directions of ultra high energy cosmic rays recorded at the Pierre Auger Observatory. Journal of Cosmology and Astroparticle Physics, 2012(4), [040]. https://doi.org/10.1088/1475-7516/2012/04/040