All-sky Measurement of the Anisotropy of Cosmic Rays at 10 TeV and Mapping of the Local Interstellar Magnetic Field

Jan 1, 2019·
A.U. Abeysekara
,
R. Alfaro
,
C. Alvarez
,
R. Arceo
,
J.C. Arteaga-Velázquez
,
D. Avila Rojas
,
E. Belmont-Moreno
,
S.Y. BenZvi
,
C. Brisbois
,
T. Capistrán
,
A. Carramiana
,
S. Casanova
,
U. Cotti
,
J. Cotzomi
,
J.C. Diaz-Vélez
,
C. De León
,
E. De La Fuente
,
S. Dichiara
,
M.A. DuVernois
,
C. Espinoza
,
D.W. Fiorino
,
H. Fleischhack
,
N. Fraija
,
A. Galván-Gámez
,
J.A. Garcia-González
,
M.M. González
,
J.A. Goodman
,
Z. Hampel-Arias
,
J.P. Harding
,
S. Hernandez
,
B. Hona
,
F. Hueyotl-Zahuantitla
,
A. Iriarte
,
A. Jardin-Blicq
,
V. Joshi
,
A. Lara
,
H. León Vargas
,
G. Luis-Raya
,
K. Malone
,
S.S. Marinelli
,
J. Martinez-Castro
,
O. Martinez
,
J.A. Matthews
,
P. Miranda-Romagnoli
,
E. Moreno
,
M. Mostafá
,
L. Nellen
,
M. Newbold
,
M.U. Nisa
,
R. Noriega-Papaqui
,
E.G. Pérez-Pérez
,
J. Pretz
,
Z. Ren
,
C.D. Rho
,
C. Riviere
,
D. Rosa-González
,
M. Rosenberg
,
H. Salazar
,
F. Salesa Greus
,
A. Sandoval
,
M. Schneider
,
H. Schoorlemmer
,
G. Sinnis
,
A.J. Smith
,
P. Surajbali
,
I. Taboada
,
K. Tollefson
,
I. Torres
,
L. Villaseor
,
T. Weisgarber
,
A. Zepeda
,
H. Zhou
,
J.D. Alvarez
,
M.G. Aartsen
,
M. Ackermann
,
J. Adams
,
J.A. Aguilar
,
M. Ahlers
,
M. Ahrens
,
D. Altmann
,
K. Andeen
,
T. Anderson
,
I. Ansseau
,
G. Anton
,
C. Argüelles
,
J. Auffenberg
,
S. Axani
,
P. Backes
,
H. Bagherpour
,
X. Bai
,
A. Barbano
,
J.P. Barron
,
S.W. Barwick
,
V. Baum
,
R. Bay
,
J.J. Beatty
,
J. Becker Tjus
,
K.-H. Becker
,
D. Berley
,
E. Bernardini
,
D.Z. Besson
,
G. Binder
,
D. Bindig
,
E. Blaufuss
,
S. Blot
,
C. Bohm
,
M. Börner
,
F. Bos
,
S. Böser
,
O. Botner
,
E. Bourbeau
,
J. Bourbeau
,
F. Bradascio
,
J. Braun
,
H.-P. Bretz
,
S. Bron
,
J. Brostean-Kaiser
,
A. Burgman
,
R.S. Busse
,
T. Carver
,
E. Cheung
,
D. Chirkin
,
K. Clark
,
L. Classen
,
G.H. Collin
,
J.M. Conrad
,
P. Coppin
,
P. Correa
,
D.F. Cowen
,
R. Cross
,
P. Dave
,
M. Day
,
J.P.A.M. De André
,
C. De Clercq
,
J.J. DeLaunay
,
H. Dembinski
,
K. Deoskar
,
S. De Ridder
Paolo Desiati
Paolo Desiati
,
K.D. De Vries
,
G. De Wasseige
,
M. De With
,
T. Deyoung
,
H. Dujmovic
,
M. Dunkman
,
E. Dvorak
,
B. Eberhardt
,
T. Ehrhardt
,
B. Eichmann
,
P. Eller
,
P.A. Evenson
,
S. Fahey
,
A.R. Fazely
,
J. Felde
,
K. Filimonov
,
C. Finley
,
A. Franckowiak
,
E. Friedman
,
A. Fritz
,
T.K. Gaisser
,
J. Gallagher
,
E. Ganster
,
S. Garrappa
,
L. Gerhardt
,
K. Ghorbani
,
W. Giang
,
T. Glauch
,
T. Glüsenkamp
,
A. Goldschmidt
,
J.G. Gonzalez
,
D. Grant
,
Z. Griffith
,
C. Haack
,
A. Hallgren
,
L. Halve
,
F. Halzen
,
K. Hanson
,
D. Hebecker
,
D. Heereman
,
K. Helbing
,
R. Hellauer
,
S. Hickford
,
J. Hignight
,
G.C. Hill
,
K.D. Hoffman
,
R. Hoffmann
,
T. Hoinka
,
B. Hokanson-Fasig
,
K. Hoshina
,
F. Huang
,
M. Huber
,
K. Hultqvist
,
M. Hünnefeld
,
R. Hussain
,
S. In
,
N. Iovine
,
A. Ishihara
,
E. Jacobi
,
G.S. Japaridze
,
M. Jeong
,
K. Jero
,
B.J.P. Jones
,
P. Kalaczynski
,
W. Kang
,
A. Kappes
,
D. Kappesser
,
T. Karg
,
A. Karle
,
U. Katz
,
M. Kauer
,
A. Keivani
,
J.L. Kelley
,
A. Kheirandish
,
J. Kim
,
T. Kintscher
,
J. Kiryluk
,
T. Kittler
,
S.R. Klein
,
R. Koirala
,
H. Kolanoski
,
L. Köpke
,
C. Kopper
,
S. Kopper
,
D.J. Koskinen
,
M. Kowalski
,
K. Krings
,
M. Kroll
,
G. Krückl
,
S. Kunwar
,
N. Kurahashi
,
A. Kyriacou
,
M. Labare
,
J.L. Lanfranchi
,
M.J. Larson
,
F. Lauber
,
K. Leonard
,
M. Leuermann
,
Q.R. Liu
,
E. Lohfink
,
C. J. Lozano Mariscal
,
L. Lu
,
J. Lünemann
,
W. Luszczak
,
J. Madsen
,
G. Maggi
,
K.B.M. Mahn
,
Y. Makino
,
S. Mancina
,
I.C. Mariş
,
R. Maruyama
,
K. Mase
,
R. Maunu
,
K. Meagher
,
M. Medici
,
M. Meier
,
T. Menne
,
G. Merino
,
T. Meures
,
S. Miarecki
,
J. Micallef
,
G. Momenté
,
T. Montaruli
,
R.W. Moore
,
M. Moulai
,
R. Nagai
,
R. Nahnhauer
,
P. Nakarmi
,
U. Naumann
,
G. Neer
,
H. Niederhausen
,
S.C. Nowicki
,
D.R. Nygren
,
A. Obertacke Pollmann
,
A. Olivas
,
A. O'Murchadha
,
E. O'Sullivan
,
T. Palczewski
,
H. Pandya
,
D.V. Pankova
,
P. Peiffer
,
J.A. Pepper
,
C. Pérez De Los Heros
,
D. Pieloth
,
E. Pinat
,
A. Pizzuto
,
M. Plum
,
P.B. Price
,
G.T. Przybylski
,
C. Raab
,
M. Rameez
,
L. Rauch
,
K. Rawlins
,
I.C. Rea
,
R. Reimann
,
B. Relethford
,
G. Renzi
,
E. Resconi
,
W. Rhode
,
M. Richman
,
S. Robertson
,
M. Rongen
,
C. Rott
,
T. Ruhe
,
D. Ryckbosch
,
D. Rysewyk
,
I. Safa
,
S. E. Sanchez Herrera
,
A. Sandrock
,
J. Sandroos
,
M. Santander
,
S. Sarkar
,
K. Satalecka
,
M. Schaufel
,
P. Schlunder
,
T. Schmidt
,
A. Schneider
,
J. Schneider
,
S. Schöneberg
,
L. Schumacher
,
S. Sclafani
,
D. Seckel
,
S. Seunarine
,
J. Soedingrekso
,
D. Soldin
,
M. Song
,
G.M. Spiczak
,
C. Spiering
,
J. Stachurska
,
M. Stamatikos
,
T. Stanev
,
A. Stasik
,
R. Stein
,
J. Stettner
,
A. Steuer
,
T. Stezelberger
,
R.G. Stokstad
,
A. Stößl
,
N.L. Strotjohann
,
T. Stuttard
,
G.W. Sullivan
,
M. Sutherland
,
F. Tenholt
,
S. Ter-Antonyan
,
A. Terliuk
,
S. Tilav
,
P.A. Toale
,
M.N. Tobin
,
C. Tönnis
,
S. Toscano
,
D. Tosi
,
M. Tselengidou
,
C.F. Tung
,
A. Turcati
,
R. Turcotte
,
C.F. Turley
,
B. Ty
,
E. Unger
,
M. A. Unland Elorrieta
,
M. Usner
,
J. Vandenbroucke
,
W. Van Driessche
,
D. Van Eijk
,
N. Van Eijndhoven
,
S. Vanheule
,
J. Van Santen
,
M. Vraeghe
,
C. Walck
,
A. Wallace
,
M. Wallraff
,
F.D. Wandler
,
N. Wandkowsky
,
T.B. Watson
,
C. Weaver
,
M.J. Weiss
,
C. Wendt
,
J. Werthebach
,
S. Westerhoff
,
B.J. Whelan
,
N. Whitehorn
,
K. Wiebe
,
C.H. Wiebusch
,
L. Wille
,
D.R. Williams
,
L. Wills
,
M. Wolf
,
J. Wood
,
T.R. Wood
,
E. Woolsey
,
K. Woschnagg
,
G. Wrede
,
D.L. Xu
,
X.W. Xu
,
Y. Xu
,
J.P. Yanez
,
G. Yodh
,
S. Yoshida
,
T. Yuan
· 0 min read
Image credit: HAWC-IceCube Collaboration
Abstract
We present the first full-sky analysis of the cosmic ray arrival direction distribution with data collected by the High-Altitude Water Cherenkov and IceCube observatories in the northern and southern hemispheres at the same median primary particle energy of 10 TeV. The combined sky map and angular power spectrum largely eliminate biases that result from partial sky coverage and present a key to probe into the propagation properties of TeV cosmic rays through our local interstellar medium and the interaction between the interstellar and heliospheric magnetic fields. From the map, we determine the horizontal dipole components of the anisotropy δ0h= 9.16×10−4 and δ6h=7.25×10−4(±0.04 ×10−4). In addition, we infer the direction (229°.2±3°.5 R.A., 11°.4± 3°.0 decl.) of the interstellar magnetic field from the boundary between large-scale excess and deficit regions from which we estimate the missing corresponding vertical dipole component of the large-scale anisotropy to be N d ~- ´ 3.97+ 1.0 2.0 10 4- .
Type
Publication
Astrophysical Journal