Anisotropy and chemical composition of ultra-high energy cosmic rays using arrival directions measured by the Pierre Auger Observatory

Abreu, P.; Aglietta, M.; Ahn, E. J.; Albuquerque, J. F. M.; Allard, D.; Allekotte, I.; Allen, J.; Allison, P.; Alvarez Castilo, J.; Alvarez-Muniz, J.; Ambrosio, M.; Aminaei, A.; Anchordoqui, L.; Andringa, S.; Anticic, T.; Anzalone, A.; Aramo, C.; Arganda, E.; Arqueros, F.; Asorey, H.; Assis, P.; Aublin, J.; Ave, M.; Avenier, Ni.; Avila, G.; Baecker, T.; Balzer, M.; Barber, K. B.; Barbosa, A. F.; Bardenet, R.; Barroso, S. L. C.; Baughman, B.; Baeuml, J.; Beatty, J. J.; Becker, B. R.; Becker, K. H.; Belletoile, A.; Bellido, J. A.; Benzvi, S.; Berat, C.; Bertou, X.; Biermann, P. L.; Billoir, P.; Blanco, F.; Blanco, M.; Bleve, C.; Bluemer, H.; Bohacova, M.; Boncioli, D.; Bonifazi, C.; Bonino, R.; Borodai, N.; Brack, J.; Brogueira, P.; Brown, W. C.; Bruijn, R.; Buchholz, P.; Bueno, A.; Burton, R. E.; Caballero-Mora, K. S.; Caramete, L.; Caruso, R.; Castellina, A.; Catalano, O.; Cataldi, G.; Cazon, L.; Cester, R.; Chauvin, J.; Cheng, S. H.; Chiavassa, A.; Chinellato, J. A.; Chou, A.; Chudoba, J.; Clay, R. W.; Coluccia, M. R.; Conceicao, R.; Contreras, F.; Cook, H.; Cooper, M. J.; Coppens, J.; Cordier, A.; Cotti, U.; Coutu, S.; Covault, C. E.; Creusot, A.; Criss, A.; Cronin, J.; Curutiu, A.; Dagoret-Campagne, S.; Dallier, R.; Dasso, S.; Daumiller, K.; Dawson, B. R.; de Almeida, R. M.; De Domenico, M.; De Donato, C.; de Jong, S. J.; De La Vega, G.; de Mello Junior, W. J. M.; de Mello Neto, J. R. T.; De Mitri, I.; de Souza, V.; de Vries, K. D.; Decerprit, G.; del Peral, L.; Deligny, O.; Dembinski, H.; Dhital, N.; Di Giulio, C.; Diaz, J. C.; Diaz Castro, M. L.; Diep, P. N.; Dobrigkeit, C.; Docters, W.; D'Olivo, J. C.; Dong, P. N.; Dorofeev, A.; dos Anjos, J. C.; Dova, M. T.; D'Urso, D.; Dutan, I.; Ebr, J.; Engel, R.; Erdmann, M.; Escobar, C. O.; Etchegoyen, A.; Luis, P. Facal San; Tapia, I. Fajardo; Falcke, H.; Farrar, G.; Fauth, A. C.; Fazzini, N.; Ferguson, A. P.; Ferrero, A.; Fick, B.; Filevich, A.; Filipcic, A.; Fliescher, S.; Fracchiolla, C. E.; Fraenkel, E. D.; Froehlich, U.; Fuchs, B.; Gaior, R.; Gamarra, R. F.; Gambetta, S.; Garcia, B.; Garcia Gamez, D.; Garcia-Pinto, D.; Gascon, A.; Gemmeke, H.; Gesterling, K.; Ghia, P. L.; Giaccari, U.; de Faire, Ulf; Glass, H.; Gold, M. S.; Golup, G.; Gomez Albarracin, F.; Gomez Berisso, M.; Goncalves, P.; Gonzalez, D.; Gonzalez, J. G.; Gookin, B.; Gora, D.; Gorgi, A.; Gouffon, P.; Gozzini, S. R.; Grashorn, E.; Grebe, S.; Griffith, N.; Grigat, M.; Grillo, A. F.; Guardincerri, Y.; Guarino, F.; Guedes, G. P.; Guzman, A.; Hague, J. D.; Hansen, P.; Harari, D.; Harmsma, S.; Harton, J. L.; Haungs, A.; Hebbeker, T.; Heck, D.; Herve, A. E.; Hojvat, C.; Hollon, N.; Holmes, V. C.; Homola, P.; Hoerandel, J. R.; Horneffer, A.; Hrabovsky, M.; Huege, T.; Insolia, A.; Ionita, F.; Italiano, A.; Jarne, C.; Jiraskova, S.; Kadija, K.; Kampert, K. H.; Karhan, P.; Kasper, P.; Kegl, B.; Keilhauer, B.; Keivani, A.; Kelley, J. L.; Kemp, E.; Kieckhafer, R. M.; Klages, H. O.; Kleifges, M.; Kleinfeller, J.; Knapp, J.; Koang, D. -H.; Kotera, K.; Krohm, N.; Kroemer, O.; Kruppke-Hansen, D.; Kuehn, F.; Kuempel, D.; Kulbartz, J. K.; Kunka, N.; La Rosa, G.; Lachaud, C.; Lautridou, P.; Leao, M. S. A. B.; Lebrun, D.; Lebrun, P.; Leigui de Oliveira, M. A.; Lemiere, A.; Letessier-Selvon, A.; Lhenry-Yvon, I.; Link, K.; Lopez, R.; Lopez Agueera, A.; Louedec, K.; Lozano Bahilo, J.; Lucero, A.; Ludwig, M.; Lyberis, H.; Maccarone, M. C.; Macolino, C.; Maldera, S.; Mandat, D.; Mantsch, P.; Mariazzi, A. G.; Marin, J.; Marin, V.; Maris, I. C.; Marquez Falcon, H. R.; Marsella, G.; Martello, D.; Martin, L.; Martinez, H.; Martinez Bravo, O.; Mathes, H. J.; Matthews, J.; Matthews, J. A. J.; Matthiae, G.; Maurizio, D.; Mazur, P. O.; Medina-Tanco, G.; Melissas, M.; Melo, D.; Menichetti, E.; Menshikov, A.; Mertsch, P.; Meurer, C.; Micanovic, S.; Micheletti, M. I.; Miller, W.; Miramonti, L.; Mollerach, S.; Monasor, M.; Ragaigne, D. Monnier; Montanet, F.; Morales, B.; Morello, C.; Moreno, E.; Moreno, J. C.; Morris, C.; Mostafa, M.; Moura, C. A.; Mueller, S.; Muller, M. A.; Mueller, G.; Muenchmeyer, M.; Mussa, R.; Navarra, G.; Navarro, J. L.; Navas, S.; Necesal, P.; Nellen, L.; Nelles, A.; Nhung, P. T.; Niemietz, L.; Nierstenhoefer, N.; Nitz, D.; Nosek, D.; Nozka, L.; Nyklicek, M.; Oehlschlaeger, J.; Olinto, A.; Oliva, P.; Olmos-Gilbaja, V. M.; Ortiz, M.; Pacheco, N.; Selmi-Dei, D. Pakk; Palatka, M.; Pallotta, J.; Palmieri, N.; Parente, G.; Parizot, E.; Parra, A.; Parsons, R. D.; Pastor, S.; Paul, T.; Pech, M.; Pekala, J.; Pelayo, R.; Pepe, I. M.; Perrone, L.; Pesce, R.; Petermann, E.; Petrera, S.; Petrinca, P.; Petrolini, A.; Petrov, Y.; Petrovic, J.; Pfendner, C.; Phan, N.; Piegaia, R.; Pierog, T.; Pieroni, P.; Pimenta, M.; Pirronello, V.; Platino, M.; Ponce, V. H.; Pontz, M.; Privitera, P.; Prouza, M.; Quel, E. J.; Querchfeld, S.; Rautenberg, J.; Ravel, O.; Ravignani, D.; Revenu, B.; Ridky, J.; Riggi, S.; Risse, M.; Ristori, P.; Rivera, H.; Rizi, V.; Roberts, J.; Robledo, C.; Rodrigues de Carvalho, W.; Rodriguez, G.; Rodriguez Martino, J.; Rodriguez Rojo, J.; Rodriguez-Cabo, I.; Rodriguez-Frias, M. D.; Ros, G.; Rosado, J.; Rossler, T.; Roth, M.; Rouille-d'Orfeuil, B.; Roulet, E.; Rovero, A. C.; Ruehle, C.; Salamida, F.; Salazar, H.; Salina, G.; Sanchez, F.; Santander, M.; Santo, C. E.; Santos, E.; Santos, E. M.; Sarazin, F.; Sarkar, B.; Sarkar, S.; Sato, R.; Scharf, N.; Scherini, V.; Schieler, H.; Schiffer, P.; Schmidt, A.; Schmidt, F.; Schmidt, T.; Scholten, O.; Schoorlemmer, H.; Schovancova, J.; Schovanek, P.; Schroeder, F.; Schulte, S.; Schuster, D.; Sciutto, S. J.; Scuderi, M.; Segreto, A.; Settimo, M.; Shadkam, A.; Shellard, R. C.; Sidelnik, I.; Sigl, G.; Silva Lopez, H. H.; Smialkowski, A.; Smida, R.; Snow, G. R.; Sommers, P.; Sorokin, J.; Spinka, H.; Squartini, R.; Stapleton, J.; Stasielak, J.; Stephan, M.; Strazzeri, E.; Stutz, A.; Suarez, F.; Suomijaervi, T.; Supanitsky, A. D.; Susa, T.; Sutherland, M. S.; Swain, J.; Szadkowski, Z.; Szuba, M.; Tamashiro, A.; Tapia, A.; Tartare, M.; Tascau, O.; Ruiz, C. G. Tavera; Tcaciuc, R.; Tegolo, D.; Thao, N. T.; Thomas, D.; Tiffenberg, J.; Timmermans, C.; Tiwari, D. K.; Tkaczyk, W.; Todero Peixoto, C. J.; Tome, B.; Tonachini, A.; Travnicek, P.; Tridapalli, D. B.; Tristram, G.; Trovato, E.; Tueros, M.; Ulrich, R.; Unger, M.; Urban, M.; Valdes Galicia, J. F.; Valino, I.; Valore, L.; van den Berg, A. M.; Varela, E.; Vargas Cardenas, B.; Vazquez, J. R.; Vazquez, R. A.; Veberic, D.; Verzi, V.; Vicha, J.; Videla, M.; Villasenor, L.; Wahlberg, H.; Wahrlich, P.; Wainberg, O.; Warner, D.; Watson, A. A.; Weber, M.; Weidenhaupt, K.; Weindl, A.; Westerhoff, S.; Whelan, B. J.; Wieczorek, G.; Wiencke, L.; Wilczynska, B.; Wilczynski, H.; Will, M.; Williams, C.; Winchen, T.; Winders, L.; Winnick, M. G.; Wommer, M.; Wundheiler, B.; Yamamoto, T.; Yapici, T.; Younk, P.; Yuan, G.; Yushkov, A.; Zamorano, B.; Zas, E.; Zavrtanik, D.; Zavrtanik, M.; Zaw, I.; Zepeda, A.; Ziolkowski, M.

doi:10.1088/1475-7516/2011/06/022

The Pierre Auger Collaboration has reported evidence for anisotropy in the distribution of arrival directions of the cosmic rays with energies E > Eth = 5.5 × 1019 eV. These show a correlation with the distribution of nearby extragalactic objects, including an apparent excess around the direction of Centaurus A. If the particles responsible for these excesses at E > Eth are heavy nuclei with charge Z, the proton component of the sources should lead to excesses in the same regions at energies E/Z. We here report the lack of anisotropies in these directions at energies above Eth/Z (for illustrative values of Z = 6,13,26). If the anisotropies above Eth are due to nuclei with charge Z, and under reasonable assumptions about the acceleration process, these observations imply stringent constraints on the allowed proton fraction at the lower energies.

Anisotropy and chemical composition of ultra-high energy cosmic rays using arrival directions measured by the Pierre Auger Observatory / Abreu, P.; Aglietta, M.; Ahn, E. J.; Albuquerque, J. F. M.; Allard, D.; Allekotte, I.; Allen, J.; Allison, P.; Alvarez Castilo, J.; Alvarez-Muniz, J.; Ambrosio, M.; Aminaei, A.; Anchordoqui, L.; Andringa, S.; Anticic, T.; Anzalone, A.; Aramo, C.; Arganda, E.; Arqueros, F.; Asorey, H.; Assis, P.; Aublin, J.; Ave, M.; Avenier, Ni.; Avila, G.; Baecker, T.; Balzer, M.; Barber, K. B.; Barbosa, A. F.; Bardenet, R.; Barroso, S. L. C.; Baughman, B.; Baeuml, J.; Beatty, J. J.; Becker, B. R.; Becker, K. H.; Belletoile, A.; Bellido, J. A.; Benzvi, S.; Berat, C.; Bertou, X.; Biermann, P. L.; Billoir, P.; Blanco, F.; Blanco, M.; Bleve, C.; Bluemer, H.; Bohacova, M.; Boncioli, D.; Bonifazi, C.; Bonino, R.; Borodai, N.; Brack, J.; Brogueira, P.; Brown, W. C.; Bruijn, R.; Buchholz, P.; Bueno, A.; Burton, R. E.; Caballero-Mora, K. S.; Caramete, L.; Caruso, R.; Castellina, A.; Catalano, O.; Cataldi, G.; Cazon, L.; Cester, R.; Chauvin, J.; Cheng, S. H.; Chiavassa, A.; Chinellato, J. A.; Chou, A.; Chudoba, J.; Clay, R. W.; Coluccia, M. R.; Conceicao, R.; Contreras, F.; Cook, H.; Cooper, M. J.; Coppens, J.; Cordier, A.; Cotti, U.; Coutu, S.; Covault, C. E.; Creusot, A.; Criss, A.; Cronin, J.; Curutiu, A.; Dagoret-Campagne, S.; Dallier, R.; Dasso, S.; Daumiller, K.; Dawson, B. R.; de Almeida, R. M.; De Domenico, M.; De Donato, C.; de Jong, S. J.; De La Vega, G.; de Mello Junior, W. J. M.; de Mello Neto, J. R. T.; De Mitri, I.; de Souza, V.; de Vries, K. D.; Decerprit, G.; del Peral, L.; Deligny, O.; Dembinski, H.; Dhital, N.; Di Giulio, C.; Diaz, J. C.; Diaz Castro, M. L.; Diep, P. N.; Dobrigkeit, C.; Docters, W.; D'Olivo, J. C.; Dong, P. N.; Dorofeev, A.; dos Anjos, J. C.; Dova, M. T.; D'Urso, D.; Dutan, I.; Ebr, J.; Engel, R.; Erdmann, M.; Escobar, C. O.; Etchegoyen, A.; Luis, P. Facal San; Tapia, I. Fajardo; Falcke, H.; Farrar, G.; Fauth, A. C.; Fazzini, N.; Ferguson, A. P.; Ferrero, A.; Fick, B.; Filevich, A.; Filipcic, A.; Fliescher, S.; Fracchiolla, C. E.; Fraenkel, E. D.; Froehlich, U.; Fuchs, B.; Gaior, R.; Gamarra, R. F.; Gambetta, S.; Garcia, B.; Garcia Gamez, D.; Garcia-Pinto, D.; Gascon, A.; Gemmeke, H.; Gesterling, K.; Ghia, P. L.; Giaccari, U.; de Faire, Ulf; Glass, H.; Gold, M. S.; Golup, G.; Gomez Albarracin, F.; Gomez Berisso, M.; Goncalves, P.; Gonzalez, D.; Gonzalez, J. G.; Gookin, B.; Gora, D.; Gorgi, A.; Gouffon, P.; Gozzini, S. R.; Grashorn, E.; Grebe, S.; Griffith, N.; Grigat, M.; Grillo, A. F.; Guardincerri, Y.; Guarino, F.; Guedes, G. P.; Guzman, A.; Hague, J. D.; Hansen, P.; Harari, D.; Harmsma, S.; Harton, J. L.; Haungs, A.; Hebbeker, T.; Heck, D.; Herve, A. E.; Hojvat, C.; Hollon, N.; Holmes, V. C.; Homola, P.; Hoerandel, J. R.; Horneffer, A.; Hrabovsky, M.; Huege, T.; Insolia, A.; Ionita, F.; Italiano, A.; Jarne, C.; Jiraskova, S.; Kadija, K.; Kampert, K. H.; Karhan, P.; Kasper, P.; Kegl, B.; Keilhauer, B.; Keivani, A.; Kelley, J. L.; Kemp, E.; Kieckhafer, R. M.; Klages, H. O.; Kleifges, M.; Kleinfeller, J.; Knapp, J.; Koang, D. -H.; Kotera, K.; Krohm, N.; Kroemer, O.; Kruppke-Hansen, D.; Kuehn, F.; Kuempel, D.; Kulbartz, J. K.; Kunka, N.; La Rosa, G.; Lachaud, C.; Lautridou, P.; Leao, M. S. A. B.; Lebrun, D.; Lebrun, P.; Leigui de Oliveira, M. A.; Lemiere, A.; Letessier-Selvon, A.; Lhenry-Yvon, I.; Link, K.; Lopez, R.; Lopez Agueera, A.; Louedec, K.; Lozano Bahilo, J.; Lucero, A.; Ludwig, M.; Lyberis, H.; Maccarone, M. C.; Macolino, C.; Maldera, S.; Mandat, D.; Mantsch, P.; Mariazzi, A. G.; Marin, J.; Marin, V.; Maris, I. C.; Marquez Falcon, H. R.; Marsella, G.; Martello, D.; Martin, L.; Martinez, H.; Martinez Bravo, O.; Mathes, H. J.; Matthews, J.; Matthews, J. A. J.; Matthiae, G.; Maurizio, D.; Mazur, P. O.; Medina-Tanco, G.; Melissas, M.; Melo, D.; Menichetti, E.; Menshikov, A.; Mertsch, P.; Meurer, C.; Micanovic, S.; Micheletti, M. I.; Miller, W.; Miramonti, L.; Mollerach, S.; Monasor, M.; Ragaigne, D. Monnier; Montanet, F.; Morales, B.; Morello, C.; Moreno, E.; Moreno, J. C.; Morris, C.; Mostafa, M.; Moura, C. A.; Mueller, S.; Muller, M. A.; Mueller, G.; Muenchmeyer, M.; Mussa, R.; Navarra, G.; Navarro, J. L.; Navas, S.; Necesal, P.; Nellen, L.; Nelles, A.; Nhung, P. T.; Niemietz, L.; Nierstenhoefer, N.; Nitz, D.; Nosek, D.; Nozka, L.; Nyklicek, M.; Oehlschlaeger, J.; Olinto, A.; Oliva, P.; Olmos-Gilbaja, V. M.; Ortiz, M.; Pacheco, N.; Selmi-Dei, D. Pakk; Palatka, M.; Pallotta, J.; Palmieri, N.; Parente, G.; Parizot, E.; Parra, A.; Parsons, R. D.; Pastor, S.; Paul, T.; Pech, M.; Pekala, J.; Pelayo, R.; Pepe, I. M.; Perrone, L.; Pesce, R.; Petermann, E.; Petrera, S.; Petrinca, P.; Petrolini, A.; Petrov, Y.; Petrovic, J.; Pfendner, C.; Phan, N.; Piegaia, R.; Pierog, T.; Pieroni, P.; Pimenta, M.; Pirronello, V.; Platino, M.; Ponce, V. H.; Pontz, M.; Privitera, P.; Prouza, M.; Quel, E. J.; Querchfeld, S.; Rautenberg, J.; Ravel, O.; Ravignani, D.; Revenu, B.; Ridky, J.; Riggi, S.; Risse, M.; Ristori, P.; Rivera, H.; Rizi, V.; Roberts, J.; Robledo, C.; Rodrigues de Carvalho, W.; Rodriguez, G.; Rodriguez Martino, J.; Rodriguez Rojo, J.; Rodriguez-Cabo, I.; Rodriguez-Frias, M. D.; Ros, G.; Rosado, J.; Rossler, T.; Roth, M.; Rouille-d'Orfeuil, B.; Roulet, E.; Rovero, A. C.; Ruehle, C.; Salamida, F.; Salazar, H.; Salina, G.; Sanchez, F.; Santander, M.; Santo, C. E.; Santos, E.; Santos, E. M.; Sarazin, F.; Sarkar, B.; Sarkar, S.; Sato, R.; Scharf, N.; Scherini, V.; Schieler, H.; Schiffer, P.; Schmidt, A.; Schmidt, F.; Schmidt, T.; Scholten, O.; Schoorlemmer, H.; Schovancova, J.; Schovanek, P.; Schroeder, F.; Schulte, S.; Schuster, D.; Sciutto, S. J.; Scuderi, M.; Segreto, A.; Settimo, M.; Shadkam, A.; Shellard, R. C.; Sidelnik, I.; Sigl, G.; Silva Lopez, H. H.; Smialkowski, A.; Smida, R.; Snow, G. R.; Sommers, P.; Sorokin, J.; Spinka, H.; Squartini, R.; Stapleton, J.; Stasielak, J.; Stephan, M.; Strazzeri, E.; Stutz, A.; Suarez, F.; Suomijaervi, T.; Supanitsky, A. D.; Susa, T.; Sutherland, M. S.; Swain, J.; Szadkowski, Z.; Szuba, M.; Tamashiro, A.; Tapia, A.; Tartare, M.; Tascau, O.; Ruiz, C. G. Tavera; Tcaciuc, R.; Tegolo, D.; Thao, N. T.; Thomas, D.; Tiffenberg, J.; Timmermans, C.; Tiwari, D. K.; Tkaczyk, W.; Todero Peixoto, C. J.; Tome, B.; Tonachini, A.; Travnicek, P.; Tridapalli, D. B.; Tristram, G.; Trovato, E.; Tueros, M.; Ulrich, R.; Unger, M.; Urban, M.; Valdes Galicia, J. F.; Valino, I.; Valore, L.; van den Berg, A. M.; Varela, E.; Vargas Cardenas, B.; Vazquez, J. R.; Vazquez, R. A.; Veberic, D.; Verzi, V.; Vicha, J.; Videla, M.; Villasenor, L.; Wahlberg, H.; Wahrlich, P.; Wainberg, O.; Warner, D.; Watson, A. A.; Weber, M.; Weidenhaupt, K.; Weindl, A.; Westerhoff, S.; Whelan, B. J.; Wieczorek, G.; Wiencke, L.; Wilczynska, B.; Wilczynski, H.; Will, M.; Williams, C.; Winchen, T.; Winders, L.; Winnick, M. G.; Wommer, M.; Wundheiler, B.; Yamamoto, T.; Yapici, T.; Younk, P.; Yuan, G.; Yushkov, A.; Zamorano, B.; Zas, E.; Zavrtanik, D.; Zavrtanik, M.; Zaw, I.; Zepeda, A.; Ziolkowski, M.. - In: JOURNAL OF COSMOLOGY AND ASTROPARTICLE PHYSICS. - ISSN 1475-7516. - 6(2011), pp. 150-154. [10.1088/1475-7516/2011/06/022]