Constraining models for the origin of ultra-high-energy cosmic rays with a novel combined analysis of arrival directions, spectrum, and composition data measured at the Pierre Auger Observatory

Halim, A. Abdul; Abreu, P.; Aglietta, M.; Allekotte, I; Cheminant, K. Almeida; Almela, A.; Aloisio, R.; Alvarez-Muniz, J.; Ammerman Yebra, J.; Anastasi, G. A.; Anchordoqui, L.; Andrada, B.; Andringa, S.; Aramo, C.; Ferreira, P. R. Araujo; Arnone, E.; Arteaga Velazquez, J. C.; Asorey, H.; Assis, P.; Avila, G.; Avocone, E.; Badescu, A. M.; Bakalova, A.; Balaceanu, A.; Barbato, F.; Mocellin, A. Bartz; Bellido, J. A.; Berat, C.; Bertaina, M. E.; Bhatta, G.; Bianciotto, M.; Biermann, P. L.; Binet, V; Bismark, K.; Bister, T.; Biteau, J.; Blazek, J.; Bleve, C.; Bluemer, J.; Bohacova, M.; Boncioli, D.; Bonifazi, C.; Arbeletche, L. Bonneau; Borodai, N.; Brack, J.; Brichetto Orchera, P. G.; Briechle, F. L.; Bueno, A.; Buitink, S.; Buscemi, M.; Busken, M.; Bwembya, A.; Caballero-Mora, K. S.; Caccianiga, L.; Caracas, I; Caruso, R.; Castellina, A.; Catalani, F.; Cataldi, G.; Cazon, L.; Cerda, M.; Chinellato, J. A.; Chudoba, J.; Chytka, L.; Clay, R. W.; Cerutti, A. C. Cobos; Colalillo, R.; Coleman, A.; Coluccia, M. R.; Conceicao, R.; Condorelli, A.; Consolati, G.; Conte, M.; Convenga, F.; dos Santos, D. Correia; Costa, P. J.; Covault, C. E.; Cristinziani, M.; Cruz Sanchez, C. S.; Dasso, S.; Daumiller, K.; Dawson, B. R.; de Almeida, R. M.; de Jesus, J.; de Jong, S. J.; de Mello Neto, J. R. T.; De Mitri, I; de Oliveira, J.; Franco, D. de Oliveira; de Palma, F.; de Souza, V; De Vito, E.; Del Popolo, A.; Deligny, O.; Deval, L.; di Matteo, A.; Dobre, M.; Dobrigkeit, C.; Domingues Mendes, L. M.; dos Anjos, J. C.; dos Anjos, R. C.; Ebr, J.; Ellwanger, F.; Emam, M.; Engel, R.; Epicoco, I; Erdmann, M.; Etchegoyen, A.; Evoli, C.; Falcke, H.; Farmer, J.; Farrar, G.; Fauth, A. C.; Fazzini, N.; Feldbusch, F.; Fenu, F.; Fernandes, A.; Fick, B.; Figueira, J. M.; Filipcic, A.; Fitoussi, T.; Flaggs, B.; Fodran, T.; Fujii, T.; Fuster, A.; Galea, C.; Galelli, C.; Garcia, B.; Gaudu, C.; Gemmeke, H.; Gesualdi, F.; Gherghel-Lascu, A.; Ghia, P. L.; Giaccari, U.; Giammarchi, M.; Glombitza, J.; Gobbi, F.; Gollan, F.; Golup, G.; Gomez Berisso, M.; Gomez Vitale, P. F.; Gongora, J. P.; Gonzalez, J. M.; Gonzalez, N.; Goos, I; Gora, D.; Gorgi, A.; Gottowik, M.; Grubb, T. D.; Guarino, F.; Guedes, G. P.; Guido, E.; Hahn, S.; Hamal, P.; Hampel, M. R.; Hansen, P.; Harari, D.; Harvey, V. M.; Haungs, A.; Hebbeker, T.; Hojvat, C.; Horandel, J. R.; Horvath, P.; Hrabovsky, M.; Huege, T.; Insolia, A.; Isar, P. G.; Janecek, P.; Johnsen, J. A.; Jurysek, J.; Kaapa, A.; Kampert, K. H.; Keilhauer, B.; Khakurdikar, A.; Covilakam, V. V. Kizakke; Klages, H. O.; Kleifges, M.; Knapp, F.; Kunka, N.; Lago, B. L.; Langner, N.; Leigui de Oliveira, M. A.; Lema-Capeans, Y.; Lenok, V; Letessier-Selvon, A.; Lhenry-Yvon, I; Lo Presti, D.; Lopes, L.; Lu, L.; Luce, Q.; Lundquist, J. P.; Payeras, A. Machado; Majercakova, M.; Mandat, D.; Manning, B. C.; Mantsch, P.; Marafico, S.; Mariani, F. M.; Mariazzi, A. G.; Maris, I. C.; Marsella, G.; Martello, D.; Martinelli, S.; Martinez Bravo, O.; Martins, M. A.; Mastrodicasa, M.; Mathes, H. J.; Matthews, J.; Matthiae, G.; Mayotte, E.; Mayotte, S.; Mazur, P. O.; Medina-Tanco, G.; Meinert, J.; Melo, D.; Menshikov, A.; Merx, C.; Michal, S.; Micheletti, M., I; Miramonti, L.; Mollerach, S.; Montanet, F.; Morejon, L.; Morello, C.; Muller, A. L.; Mulrey, K.; Mussa, R.; Muzio, M.; Namasaka, W. M.; Nasr-Esfahani, A.; Nellen, L.; Nicora, G.; Niculescu-Oglinzanu, M.; Niechciol, M.; Nitz, D.; Nosek, D.; Novotny, V; Nozka, L.; Nucita, A.; Nunez, L. A.; Oliveira, C.; Palatka, M.; Pallotta, J.; Parente, G.; Pawlowsky, J.; Pech, M.; Pekala, J.; Pelayo, R.; Pereira, L. A. S.; Martins, E. E. Pereira; Armand, J. Perez; Bertolli, C. Perez; Perrone, L.; Petrera, S.; Petrucci, C.; Pierog, T.; Pimenta, M.; Platino, M.; Pont, B.; Pothast, M.; Shahvar, M. Pourmohammad; Privitera, P.; Prouza, M.; Puyleart, A.; Querchfeld, S.; Rautenberg, J.; Ravignani, D.; Reininghaus, M.; Ridky, J.; Riehn, F.; Risse, M.; Rizi, V; de Carvalho, W. Rodrigues; Rodriguez, E.; Rodriguez Rojo, J.; Roncoroni, M. J.; Rossoni, S.; Roth, M.; Roulet, E.; Rovero, A. C.; Ruehl, P.; Saftoiu, A.; Saharan, M.; Salamida, F.; Salazar, H.; Salina, G.; Sanabria Gomez, J. D.; Sanchez, F.; Santos, E. M.; Santos, E.; Sarazin, F.; Sarmento, R.; Sato, R.; Savina, P.; Schafer, C. M.; Scherini, V; Schieler, H.; Schimassek, M.; Schimp, M.; Schluter, F.; Schmidt, D.; Scholten, O.; Schoorlemmer, H.; Schovanek, P.; Schroeder, F. G.; Schulte, J.; Schulz, T.; Sciutto, S. J.; Scornavacche, M.; Segreto, A.; Sehgal, S.; Shivashankara, S. U.; Sigl, G.; Silli, G.; Sima, O.; Simon, F.; Smau, R.; Smida, R.; Sommers, P.; Soriano, J. F.; Squartini, R.; Stadelmaier, M.; Stanca, D.; Stanic, S.; Stasielak, J.; Stassi, P.; Straub, M.; Streich, A.; Suarez-Duran, M.; Suomijarvi, T.; Supanitsky, A. D.; Svozilikova, Z.; Szadkowski, Z.; Tapia, A.; Taricco, C.; Timmermans, C.; Tkachenko, O.; Tobiska, P.; Todero Peixoto, C. J.; Tome, B.; Torres, Z.; Travaini, A.; Travnicek, P.; Trimarelli, C.; Tueros, M.; Unger, M.; Vaclavek, L.; Vacula, M.; Valdes Galicia, J. F.; Valore, L.; Varela, E.; Vasquez-Ramirez, A.; Veberic, D.; Ventura, C.; Vergara Quispe, I. D.; Verzi, V.; Vicha, J.; Vink, J.; Vlastimil, J.; Vorobiov, S.; Watanabe, C.; Watson, A. A.; Weindl, A.; Wiencke, L.; Wilczynski, H.; Wittkowski, D.; Wundheiler, B.; Yue, B.; Yushkov, A.; Zapparrata, O.; Zas, E.; Zavrtanik, D.; Zavrtanik, M.

Texto completo
Autor(es): Mostrar menos -	Halim, A. Abdul ; Abreu, P. ; Aglietta, M. ; Allekotte, I ; Cheminant, K. Almeida ; Almela, A. ; Aloisio, R. ; Alvarez-Muniz, J. ; Ammerman Yebra, J. ; Anastasi, G. A. ; Anchordoqui, L. ; Andrada, B. ; Andringa, S. ; Aramo, C. ; Ferreira, P. R. Araujo ; Arnone, E. ; Arteaga Velazquez, J. C. ; Asorey, H. ; Assis, P. ; Avila, G. ; Avocone, E. ; Badescu, A. M. ; Bakalova, A. ; Balaceanu, A. ; Barbato, F. ; Mocellin, A. Bartz ; Bellido, J. A. ; Berat, C. ; Bertaina, M. E. ; Bhatta, G. ; Bianciotto, M. ; Biermann, P. L. ; Binet, V ; Bismark, K. ; Bister, T. ; Biteau, J. ; Blazek, J. ; Bleve, C. ; Bluemer, J. ; Bohacova, M. ; Boncioli, D. ; Bonifazi, C. ; Arbeletche, L. Bonneau ; Borodai, N. ; Brack, J. ; Brichetto Orchera, P. G. ; Briechle, F. L. ; Bueno, A. ; Buitink, S. ; Buscemi, M. ; Busken, M. ; Bwembya, A. ; Caballero-Mora, K. S. ; Caccianiga, L. ; Caracas, I ; Caruso, R. ; Castellina, A. ; Catalani, F. ; Cataldi, G. ; Cazon, L. ; Cerda, M. ; Chinellato, J. A. ; Chudoba, J. ; Chytka, L. ; Clay, R. W. ; Cerutti, A. C. Cobos ; Colalillo, R. ; Coleman, A. ; Coluccia, M. R. ; Conceicao, R. ; Condorelli, A. ; Consolati, G. ; Conte, M. ; Convenga, F. ; dos Santos, D. Correia ; Costa, P. J. ; Covault, C. E. ; Cristinziani, M. ; Cruz Sanchez, C. S. ; Dasso, S. ; Daumiller, K. ; Dawson, B. R. ; de Almeida, R. M. ; de Jesus, J. ; de Jong, S. J. ; de Mello Neto, J. R. T. ; De Mitri, I ; de Oliveira, J. ; Franco, D. de Oliveira ; de Palma, F. ; de Souza, V ; De Vito, E. ; Del Popolo, A. ; Deligny, O. ; Deval, L. ; di Matteo, A. ; Dobre, M. ; Dobrigkeit, C. ; Domingues Mendes, L. M. ; dos Anjos, J. C. ; dos Anjos, R. C. ; Ebr, J. ; Ellwanger, F. ; Emam, M. ; Engel, R. ; Epicoco, I ; Erdmann, M. ; Etchegoyen, A. ; Evoli, C. ; Falcke, H. ; Farmer, J. ; Farrar, G. ; Fauth, A. C. ; Fazzini, N. ; Feldbusch, F. ; Fenu, F. ; Fernandes, A. ; Fick, B. ; Figueira, J. M. ; Filipcic, A. ; Fitoussi, T. ; Flaggs, B. ; Fodran, T. ; Fujii, T. ; Fuster, A. ; Galea, C. ; Galelli, C. ; Garcia, B. ; Gaudu, C. ; Gemmeke, H. ; Gesualdi, F. ; Gherghel-Lascu, A. ; Ghia, P. L. ; Giaccari, U. ; Giammarchi, M. ; Glombitza, J. ; Gobbi, F. ; Gollan, F. ; Golup, G. ; Gomez Berisso, M. ; Gomez Vitale, P. F. ; Gongora, J. P. ; Gonzalez, J. M. ; Gonzalez, N. ; Goos, I ; Gora, D. ; Gorgi, A. ; Gottowik, M. ; Grubb, T. D. ; Guarino, F. ; Guedes, G. P. ; Guido, E. ; Hahn, S. ; Hamal, P. ; Hampel, M. R. ; Hansen, P. ; Harari, D. ; Harvey, V. M. ; Haungs, A. ; Hebbeker, T. ; Hojvat, C. ; Horandel, J. R. ; Horvath, P. ; Hrabovsky, M. ; Huege, T. ; Insolia, A. ; Isar, P. G. ; Janecek, P. ; Johnsen, J. A. ; Jurysek, J. ; Kaapa, A. ; Kampert, K. H. ; Keilhauer, B. ; Khakurdikar, A. ; Covilakam, V. V. Kizakke ; Klages, H. O. ; Kleifges, M. ; Knapp, F. ; Kunka, N. ; Lago, B. L. ; Langner, N. ; Leigui de Oliveira, M. A. ; Lema-Capeans, Y. ; Lenok, V ; Letessier-Selvon, A. ; Lhenry-Yvon, I ; Lo Presti, D. ; Lopes, L. ; Lu, L. ; Luce, Q. ; Lundquist, J. P. ; Payeras, A. Machado ; Majercakova, M. ; Mandat, D. ; Manning, B. C. ; Mantsch, P. ; Marafico, S. ; Mariani, F. M. ; Mariazzi, A. G. ; Maris, I. C. ; Marsella, G. ; Martello, D. ; Martinelli, S. ; Martinez Bravo, O. ; Martins, M. A. ; Mastrodicasa, M. ; Mathes, H. J. ; Matthews, J. ; Matthiae, G. ; Mayotte, E. ; Mayotte, S. ; Mazur, P. O. ; Medina-Tanco, G. ; Meinert, J. ; Melo, D. ; Menshikov, A. ; Merx, C. ; Michal, S. ; Micheletti, M., I ; Miramonti, L. ; Mollerach, S. ; Montanet, F. ; Morejon, L. ; Morello, C. ; Muller, A. L. ; Mulrey, K. ; Mussa, R. ; Muzio, M. ; Namasaka, W. M. ; Nasr-Esfahani, A. ; Nellen, L. ; Nicora, G. ; Niculescu-Oglinzanu, M. ; Niechciol, M. ; Nitz, D. ; Nosek, D. ; Novotny, V ; Nozka, L. ; Nucita, A. ; Nunez, L. A. ; Oliveira, C. ; Palatka, M. ; Pallotta, J. ; Parente, G. ; Pawlowsky, J. ; Pech, M. ; Pekala, J. ; Pelayo, R. ; Pereira, L. A. S. ; Martins, E. E. Pereira ; Armand, J. Perez ; Bertolli, C. Perez ; Perrone, L. ; Petrera, S. ; Petrucci, C. ; Pierog, T. ; Pimenta, M. ; Platino, M. ; Pont, B. ; Pothast, M. ; Shahvar, M. Pourmohammad ; Privitera, P. ; Prouza, M. ; Puyleart, A. ; Querchfeld, S. ; Rautenberg, J. ; Ravignani, D. ; Reininghaus, M. ; Ridky, J. ; Riehn, F. ; Risse, M. ; Rizi, V ; de Carvalho, W. Rodrigues ; Rodriguez, E. ; Rodriguez Rojo, J. ; Roncoroni, M. J. ; Rossoni, S. ; Roth, M. ; Roulet, E. ; Rovero, A. C. ; Ruehl, P. ; Saftoiu, A. ; Saharan, M. ; Salamida, F. ; Salazar, H. ; Salina, G. ; Sanabria Gomez, J. D. ; Sanchez, F. ; Santos, E. M. ; Santos, E. ; Sarazin, F. ; Sarmento, R. ; Sato, R. ; Savina, P. ; Schafer, C. M. ; Scherini, V ; Schieler, H. ; Schimassek, M. ; Schimp, M. ; Schluter, F. ; Schmidt, D. ; Scholten, O. ; Schoorlemmer, H. ; Schovanek, P. ; Schroeder, F. G. ; Schulte, J. ; Schulz, T. ; Sciutto, S. J. ; Scornavacche, M. ; Segreto, A. ; Sehgal, S. ; Shivashankara, S. U. ; Sigl, G. ; Silli, G. ; Sima, O. ; Simon, F. ; Smau, R. ; Smida, R. ; Sommers, P. ; Soriano, J. F. ; Squartini, R. ; Stadelmaier, M. ; Stanca, D. ; Stanic, S. ; Stasielak, J. ; Stassi, P. ; Straub, M. ; Streich, A. ; Suarez-Duran, M. ; Suomijarvi, T. ; Supanitsky, A. D. ; Svozilikova, Z. ; Szadkowski, Z. ; Tapia, A. ; Taricco, C. ; Timmermans, C. ; Tkachenko, O. ; Tobiska, P. ; Todero Peixoto, C. J. ; Tome, B. ; Torres, Z. ; Travaini, A. ; Travnicek, P. ; Trimarelli, C. ; Tueros, M. ; Unger, M. ; Vaclavek, L. ; Vacula, M. ; Valdes Galicia, J. F. ; Valore, L. ; Varela, E. ; Vasquez-Ramirez, A. ; Veberic, D. ; Ventura, C. ; Vergara Quispe, I. D. ; Verzi, V. ; Vicha, J. ; Vink, J. ; Vlastimil, J. ; Vorobiov, S. ; Watanabe, C. ; Watson, A. A. ; Weindl, A. ; Wiencke, L. ; Wilczynski, H. ; Wittkowski, D. ; Wundheiler, B. ; Yue, B. ; Yushkov, A. ; Zapparrata, O. ; Zas, E. ; Zavrtanik, D. ; Zavrtanik, M. Número total de Autores: 373
Tipo de documento:	Artigo Científico
Fonte:	Journal of Cosmology and Astroparticle Physics; v. N/A, n. 1, p. 41-pg., 2024-01-01.
Resumo
The combined fit of the measured energy spectrum and shower maximum depth distributions of ultra-high-energy cosmic rays is known to constrain the parameters of astrophysical models with homogeneous source distributions. Studies of the distribution of the cosmic-ray arrival directions show a better agreement with models in which a fraction of the flux is non-isotropic and associated with the nearby radio galaxy Centaurus A or with catalogs such as that of starburst galaxies. Here, we present a novel combination of both analyses by a simultaneous fit of arrival directions, energy spectrum, and composition data measured at the Pierre Auger Observatory. The model takes into account a rigidity-dependent magnetic field blurring and an energy-dependent evolution of the catalog contribution shaped by interactions during propagation. We find that a model containing a flux contribution from the starburst galaxy catalog of around 20% at 40 EeV with a magnetic field blurring of around 20. for a rigidity of 10EV provides a fair simultaneous description of all three observables. The starburst galaxy model is favored with a significance of 4.5s (considering experimental systematic effects) compared to a reference model with only homogeneously distributed background sources. By investigating a scenario with Centaurus A as a single source in combination with the homogeneous background, we confirm that this region of the sky provides the dominant contribution to the observed anisotropy signal. Models containing a catalog of jetted active galactic nuclei whose flux scales with the.-ray emission are, however, disfavored as they cannot adequately describe the measured arrival directions. (AU)

Processo FAPESP:	10/07359-6 - Estudo dos raios cósmicos de mais altas energias com o Observatório Pierre Auger
Beneficiário:	Carola Dobrigkeit Chinellato
Modalidade de apoio:	Auxílio à Pesquisa - Temático


Processo FAPESP:	99/05404-3 - Observatório Pierre Auger
Beneficiário:	Carlos Ourivio Escobar
Modalidade de apoio:	Auxílio à Pesquisa - Temático


Processo FAPESP:	19/10151-2 - Estudo de raios cósmicos de energias ultra-altas com o AugerPrime
Beneficiário:	Carola Dobrigkeit Chinellato
Modalidade de apoio:	Auxílio à Pesquisa - Projetos Especiais

URL curto