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 δ 0h = 9.16 ×10-4 and δ 6h = 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 δN ∼ -3.97+1.0 -2.0 × 10-4.
| Original language | English (US) |
|---|---|
| Article number | 96 |
| Journal | Astrophysical Journal |
| Volume | 871 |
| Issue number | 1 |
| DOIs | |
| State | Published - Jan 20 2019 |
All Science Journal Classification (ASJC) codes
- Astronomy and Astrophysics
- Space and Planetary Science
Access to Document
Other files and links
Fingerprint
Dive into the research topics of 'All-sky Measurement of the Anisotropy of Cosmic Rays at 10 TeV and Mapping of the Local Interstellar Magnetic Field'. Together they form a unique fingerprint.Cite this
- APA
- Author
- BIBTEX
- Harvard
- Standard
- RIS
- Vancouver
}
In: Astrophysical Journal, Vol. 871, No. 1, 96, 20.01.2019.
Research output: Contribution to journal › Article › peer-review
TY - JOUR
T1 - All-sky Measurement of the Anisotropy of Cosmic Rays at 10 TeV and Mapping of the Local Interstellar Magnetic Field
AU - Abeysekara, A. U.
AU - Alfaro, R.
AU - Alvarez, C.
AU - Arceo, R.
AU - Arteaga-Velázquez, J. C.
AU - Rojas, D. Avila
AU - Belmont-Moreno, E.
AU - Benzvi, S. Y.
AU - Brisbois, C.
AU - Capistrán, T.
AU - Carramiana, A.
AU - Casanova, S.
AU - Cotti, U.
AU - Cotzomi, J.
AU - Diaz-Vélez, J. C.
AU - De León, C.
AU - Fuente, E. De La
AU - Dichiara, S.
AU - Duvernois, M. A.
AU - Espinoza, C.
AU - Fiorino, D. W.
AU - Fleischhack, H.
AU - Fraija, N.
AU - Galván-Gámez, A.
AU - Garcia-González, J. A.
AU - González, M. M.
AU - Goodman, J. A.
AU - Hampel-Arias, Z.
AU - Harding, J. P.
AU - Hernandez, S.
AU - Hona, B.
AU - Hueyotl-Zahuantitla, F.
AU - Iriarte, A.
AU - Jardin-Blicq, A.
AU - Joshi, V.
AU - Lara, A.
AU - Vargas, H. León
AU - Luis-Raya, G.
AU - Malone, K.
AU - Marinelli, S. S.
AU - Martinez-Castro, J.
AU - Martinez, O.
AU - Matthews, J. A.
AU - Miranda-Romagnoli, P.
AU - Moreno, E.
AU - Mostafá, M.
AU - Nellen, L.
AU - Newbold, M.
AU - Nisa, M. U.
AU - Noriega-Papaqui, R.
AU - Pérez-Pérez, E. G.
AU - Pretz, J.
AU - Ren, Z.
AU - Rho, C. D.
AU - Riviere, C.
AU - Rosa-González, D.
AU - Rosenberg, M.
AU - Salazar, H.
AU - Greus, F. Salesa
AU - Sandoval, A.
AU - Schneider, M.
AU - Schoorlemmer, H.
AU - Sinnis, G.
AU - Smith, A. J.
AU - Surajbali, P.
AU - Taboada, I.
AU - Tollefson, K.
AU - Torres, I.
AU - Villaseor, L.
AU - Weisgarber, T.
AU - Wood, J.
AU - Zepeda, A.
AU - Zhou, H.
AU - Alvarez, J. D.
AU - Aartsen, M. G.
AU - Ackermann, M.
AU - Adams, J.
AU - Aguilar, J. A.
AU - Ahlers, M.
AU - Ahrens, M.
AU - Altmann, D.
AU - Andeen, K.
AU - Anderson, T.
AU - Ansseau, I.
AU - Anton, G.
AU - Argüelles, C.
AU - Auffenberg, J.
AU - Axani, S.
AU - Backes, P.
AU - Bagherpour, H.
AU - Bai, X.
AU - Barbano, A.
AU - Barron, J. P.
AU - Barwick, S. W.
AU - Baum, V.
AU - Bay, R.
AU - Beatty, J. J.
AU - Tjus, J. Becker
AU - Becker, K. H.
AU - Benzvi, S.
AU - Berley, D.
AU - Bernardini, E.
AU - Besson, D. Z.
AU - Binder, G.
AU - Bindig, D.
AU - Blaufuss, E.
AU - Blot, S.
AU - Bohm, C.
AU - Börner, M.
AU - Bos, F.
AU - Böser, S.
AU - Botner, O.
AU - Bourbeau, E.
AU - Bourbeau, J.
AU - Bradascio, F.
AU - Braun, J.
AU - Bretz, H. P.
AU - Bron, S.
AU - Brostean-Kaiser, J.
AU - Burgman, A.
AU - Busse, R. S.
AU - Carver, T.
AU - Cheung, E.
AU - Chirkin, D.
AU - Clark, K.
AU - Classen, L.
AU - Collin, G. H.
AU - Conrad, J. M.
AU - Coppin, P.
AU - Correa, P.
AU - Cowen, D. F.
AU - Cross, R.
AU - Dave, P.
AU - Day, M.
AU - De André, J. P.A.M.
AU - De Clercq, C.
AU - Delaunay, J. J.
AU - Dembinski, H.
AU - Deoskar, K.
AU - De Ridder, S.
AU - Desiati, P.
AU - De Vries, K. D.
AU - De Wasseige, G.
AU - De With, M.
AU - Deyoung, T.
AU - Dujmovic, H.
AU - Dunkman, M.
AU - Dvorak, E.
AU - Eberhardt, B.
AU - Ehrhardt, T.
AU - Eichmann, B.
AU - Eller, P.
AU - Evenson, P. A.
AU - Fahey, S.
AU - Fazely, A. R.
AU - Felde, J.
AU - Filimonov, K.
AU - Finley, C.
AU - Franckowiak, A.
AU - Friedman, E.
AU - Fritz, A.
AU - Gaisser, T. K.
AU - Gallagher, J.
AU - Ganster, E.
AU - Garrappa, S.
AU - Gerhardt, L.
AU - Ghorbani, K.
AU - Giang, W.
AU - Glauch, T.
AU - Glüsenkamp, T.
AU - Goldschmidt, A.
AU - Gonzalez, J. G.
AU - Grant, D.
AU - Griffith, Z.
AU - Haack, C.
AU - Hallgren, A.
AU - Halve, L.
AU - Halzen, F.
AU - Hanson, K.
AU - Hebecker, D.
AU - Heereman, D.
AU - Helbing, K.
AU - Hellauer, R.
AU - Hickford, S.
AU - Hignight, J.
AU - Hill, G. C.
AU - Hoffman, K. D.
AU - Hoffmann, R.
AU - Hoinka, T.
AU - Hokanson-Fasig, B.
AU - Hoshina, K.
AU - Huang, F.
AU - Huber, M.
AU - Hultqvist, K.
AU - Hünnefeld, M.
AU - Hussain, R.
AU - In, S.
AU - Iovine, N.
AU - Ishihara, A.
AU - Jacobi, E.
AU - Japaridze, G. S.
AU - Jeong, M.
AU - Jero, K.
AU - Jones, B. J.P.
AU - Kalaczynski, P.
AU - Kang, W.
AU - Kappes, A.
AU - Kappesser, D.
AU - Karg, T.
AU - Karle, A.
AU - Katz, U.
AU - Kauer, M.
AU - Keivani, A.
AU - Kelley, J. L.
AU - Kheirandish, A.
AU - Kim, J.
AU - Kintscher, T.
AU - Kiryluk, J.
AU - Kittler, T.
AU - Klein, S. R.
AU - Koirala, R.
AU - Kolanoski, H.
AU - Köpke, L.
AU - Kopper, C.
AU - Kopper, S.
AU - Koskinen, D. J.
AU - Kowalski, M.
AU - Krings, K.
AU - Kroll, M.
AU - Krückl, G.
AU - Kunwar, S.
AU - Kurahashi, N.
AU - Kyriacou, A.
AU - Labare, M.
AU - Lanfranchi, J. L.
AU - Larson, M. J.
AU - Lauber, F.
AU - Leonard, K.
AU - Leuermann, M.
AU - Liu, Q. R.
AU - Lohfink, E.
AU - Mariscal, C. J.Lozano
AU - Lu, L.
AU - Lünemann, J.
AU - Luszczak, W.
AU - Madsen, J.
AU - Maggi, G.
AU - Mahn, K. B.M.
AU - Makino, Y.
AU - Mancina, S.
AU - Mariş, I. C.
AU - Maruyama, R.
AU - Mase, K.
AU - Maunu, R.
AU - Meagher, K.
AU - Medici, M.
AU - Meier, M.
AU - Menne, T.
AU - Merino, G.
AU - Meures, T.
AU - Miarecki, S.
AU - Micallef, J.
AU - Momenté, G.
AU - Montaruli, T.
AU - Moore, R. W.
AU - Moulai, M.
AU - Nagai, R.
AU - Nahnhauer, R.
AU - Nakarmi, P.
AU - Naumann, U.
AU - Neer, G.
AU - Niederhausen, H.
AU - Nowicki, S. C.
AU - Nygren, D. R.
AU - Pollmann, A. Obertacke
AU - Olivas, A.
AU - O'Murchadha, A.
AU - O'Sullivan, E.
AU - Palczewski, T.
AU - Pandya, H.
AU - Pankova, D. V.
AU - Peiffer, P.
AU - Pepper, J. A.
AU - De Los Heros, C. Pérez
AU - Pieloth, D.
AU - Pinat, E.
AU - Pizzuto, A.
AU - Plum, M.
AU - Price, P. B.
AU - Przybylski, G. T.
AU - Raab, C.
AU - Rameez, M.
AU - Rauch, L.
AU - Rawlins, K.
AU - Rea, I. C.
AU - Reimann, R.
AU - Relethford, B.
AU - Renzi, G.
AU - Resconi, E.
AU - Rhode, W.
AU - Richman, M.
AU - Robertson, S.
AU - Rongen, M.
AU - Rott, C.
AU - Ruhe, T.
AU - Ryckbosch, D.
AU - Rysewyk, D.
AU - Safa, I.
AU - Herrera, S. E.Sanchez
AU - Sandrock, A.
AU - Sandroos, J.
AU - Santander, M.
AU - Sarkar, S.
AU - Sarkar, S.
AU - Satalecka, K.
AU - Schaufel, M.
AU - Schlunder, P.
AU - Schmidt, T.
AU - Schneider, A.
AU - Schneider, J.
AU - Schöneberg, S.
AU - Schumacher, L.
AU - Sclafani, S.
AU - Seckel, D.
AU - Seunarine, S.
AU - Soedingrekso, J.
AU - Soldin, D.
AU - Song, M.
AU - Spiczak, G. M.
AU - Spiering, C.
AU - Stachurska, J.
AU - Stamatikos, M.
AU - Stanev, T.
AU - Stasik, A.
AU - Stein, R.
AU - Stettner, J.
AU - Steuer, A.
AU - Stezelberger, T.
AU - Stokstad, R. G.
AU - Stößl, A.
AU - Strotjohann, N. L.
AU - Stuttard, T.
AU - Sullivan, G. W.
AU - Sutherland, M.
AU - Taboada, I.
AU - Tenholt, F.
AU - Ter-Antonyan, S.
AU - Terliuk, A.
AU - Tilav, S.
AU - Toale, P. A.
AU - Tobin, M. N.
AU - Tönnis, C.
AU - Toscano, S.
AU - Tosi, D.
AU - Tselengidou, M.
AU - Tung, C. F.
AU - Turcati, A.
AU - Turcotte, R.
AU - Turley, C. F.
AU - Ty, B.
AU - Unger, E.
AU - Elorrieta, M. A.Unland
AU - Usner, M.
AU - Vandenbroucke, J.
AU - Van Driessche, W.
AU - Van Eijk, D.
AU - Van Eijndhoven, N.
AU - Vanheule, S.
AU - Van Santen, J.
AU - Vraeghe, M.
AU - Walck, C.
AU - Wallace, A.
AU - Wallraff, M.
AU - Wandler, F. D.
AU - Wandkowsky, N.
AU - Watson, T. B.
AU - Weaver, C.
AU - Weiss, M. J.
AU - Wendt, C.
AU - Werthebach, J.
AU - Westerhoff, S.
AU - Whelan, B. J.
AU - Whitehorn, N.
AU - Wiebe, K.
AU - Wiebusch, C. H.
AU - Wille, L.
AU - Williams, D. R.
AU - Wills, L.
AU - Wolf, M.
AU - Wood, J.
AU - Wood, T. R.
AU - Woolsey, E.
AU - Woschnagg, K.
AU - Wrede, G.
AU - Xu, D. L.
AU - Xu, X. W.
AU - Xu, Y.
AU - Yanez, J. P.
AU - Yodh, G.
AU - Yoshida, S.
AU - Yuan, T.
N1 - Funding Information: The HAWC Collaboration acknowledges the support from the US National Science Foundation (NSF), the US Department of Energy Office of High-Energy Physics; the Laboratory Directed Research and Development (LDRD) program of Los Alamos National Laboratory; Consejo Nacional de Ciencia y Tecnología (CONACyT), México (grants 271051, 232656, 260378, 179588, 239762, 254964, 271737, 258865, 243290, 132197, 281653) (Cátedras 873, 1563, 341), Laboratorio Nacional HAWC de rayos gamma; L’OREAL Fellowship for Women in Science 2014; Red HAWC, México; DGAPA-UNAM (grants IG100317, IN111315, IN111716-3, IA102715, IN109916, IA102917, IN112218); VIEP-BUAP; PIFI 2012, 2013, PROFOCIE 2014, 2015; the University of Wisconsin Alumni Research Foundation; the Institute of Geophysics, Planetary Physics, and Signatures at Los Alamos National Laboratory; Polish Science Centre grant DEC-2014/13/B/ ST9/945, DEC-2017/27/B/ST9/02272; Coordinación de la Investigación Científica de la Universidad Michoacana; Royal Society—Newton Advanced Fellowship 180385. Thanks to Scott Delay, Luciano Díaz and Eduardo Murrieta for technical support. Funding Information: The IceCube Collaboration acknowledges support from USA—US National Science Foundation–Office of Polar Programs, U.S. National Science Foundation–Physics Division, Wisconsin Alumni Research Foundation, Center for High Throughput Computing (CHTC) at the University of Wisconsin-Madison, Open Science Grid (OSG), Extreme Science and Engineering Discovery Environment (XSEDE), US Department of Energy–National Energy Research Scientific Computing Center, Particle Astrophysics Research Computing Center at the University of Maryland, Institute for Cyber-Enabled Research at Michigan State University, and Astroparticle Physics Computational Facility at Marquette University; Belgium—Funds for Scientific Research (FRS-FNRS and FWO), FWO Odysseus and Big Science programmes, and Belgian Federal Science Policy Office (Belspo); Germany— Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF), Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG), Helmholtz Alliance for Astroparticle Physics (HAP), Initiative and Networking Fund of the Helmholtz Association, Deutsches Elektronen Synchrotron (DESY), and High Performance Computing cluster of the RWTH Aachen; Sweden—Swedish Research Council, Swedish Polar Research Secretariat, Swedish National Infrastructure for Computing (SNIC), and Knut and Alice Wallenberg Foundation; Australia—Australian Research Council; Canada—Natural Sciences and Engineering Research Council of Canada, Calcul Québec, Compute Ontario, Canada Foundation for Innovation, WestGrid, and Compute Canada; Denmark—Villum Fonden, Danish National Research Foundation (DNRF), Carlsberg Foundation; New Zealand—Marsden Fund; Japan—Japan Society for Promotion of Science (JSPS) and Institute for Global Prominent Research (IGPR) of Chiba University; Korea—National Research Foundation of Korea (NRF); Switzerland—Swiss National Science Foundation (SNSF). Publisher Copyright: © 2019. The American Astronomical Society. All rights reserved.
PY - 2019/1/20
Y1 - 2019/1/20
N2 - 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 δ 0h = 9.16 ×10-4 and δ 6h = 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 δN ∼ -3.97+1.0 -2.0 × 10-4.
AB - 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 δ 0h = 9.16 ×10-4 and δ 6h = 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 δN ∼ -3.97+1.0 -2.0 × 10-4.
UR - http://www.scopus.com/inward/record.url?scp=85062044113&partnerID=8YFLogxK
UR - http://www.scopus.com/inward/citedby.url?scp=85062044113&partnerID=8YFLogxK
U2 - 10.3847/1538-4357/aaf5cc
DO - 10.3847/1538-4357/aaf5cc
M3 - Article
AN - SCOPUS:85062044113
SN - 0004-637X
VL - 871
JO - Astrophysical Journal
JF - Astrophysical Journal
IS - 1
M1 - 96
ER -