Resumen
A search for time-directional coincidences of ultra-high-energy (UHE) photons above 10 EeV with gravitational wave (GW) events from the LIGO/Virgo runs O1 to O3 is conducted with the Pierre Auger Observatory. Due to the distinctive properties of photon interactions and to the background expected from hadronic showers, a subset of the most interesting GW events is selected based on their localization quality and distance. Time periods of 1000 s around and 1 day after the GW events are analyzed. No coincidences are observed. Upper limits on the UHE photon fluence from a GW event are derived that are typically at ∼7 MeV cm−2 (time period 1000 s) and ∼35 MeV cm−2 (time period 1 day). Due to the proximity of the binary neutron star merger GW170817, the energy of the source transferred into UHE photons above 40 EeV is constrained to be less than 20% of its total GW energy. These are the first limits on UHE photons from GW sources.
Idioma original | Inglés |
---|---|
Número de artículo | 91 |
Publicación | Astrophysical Journal |
Volumen | 952 |
N.º | 1 |
DOI | |
Estado | Publicada - 1 jul. 2023 |
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- Artículo A1 - Q1
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En: Astrophysical Journal, Vol. 952, N.º 1, 91, 01.07.2023.
Producción científica: Contribución a una revista › Artículo › revisión exhaustiva
TY - JOUR
T1 - Search for Ultra-high-energy Photons from Gravitational Wave Sources with the Pierre Auger Observatory
AU - The Pierre Auger Collaboration
AU - Abdul Halim, A.
AU - Abreu, P.
AU - Aglietta, M.
AU - Allekotte, I.
AU - Almeida Cheminant, K.
AU - Almela, A.
AU - Alvarez-Muñiz, J.
AU - Ammerman Yebra, J.
AU - Anastasi, G. A.
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AU - Andringa, S.
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AU - Consolati, G.
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AU - Cristinziani, M.
AU - Cruz Sanchez, C. S.
AU - Dasso, S.
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AU - Dawson, B. R.
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AU - de Jong, S. J.
AU - de Mello Neto, J. R.T.
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AU - de Oliveira Franco, D.
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AU - D’Olivo, J. C.
AU - Domingues Mendes, L. M.
AU - dos Anjos, R. C.
AU - Ebr, J.
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AU - Galea, C.
AU - Galelli, C.
AU - García, B.
AU - Gemmeke, H.
AU - Gesualdi, F.
AU - Gherghel-Lascu, A.
AU - Ghia, P. L.
AU - Giaccari, U.
AU - Giammarchi, M.
AU - Glombitza, J.
AU - Gobbi, F.
AU - Gollan, F.
AU - Golup, G.
AU - Gómez Berisso, M.
AU - Gómez Vitale, P. F.
AU - Gongora, J. P.
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AU - González, N.
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AU - Gorgi, A.
AU - Gottowik, M.
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AU - Hamal, P.
AU - Hampel, M. R.
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AU - Harvey, V. M.
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AU - Heck, D.
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AU - Hörandel, J. R.
AU - Horvath, P.
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AU - Huege, T.
AU - Insolia, A.
AU - Isar, P. G.
AU - Janecek, P.
AU - Johnsen, J. A.
AU - Jurysek, J.
AU - Kääpä, A.
AU - Kampert, K. H.
AU - Keilhauer, B.
AU - Khakurdikar, A.
AU - Kizakke Covilakam, V. V.
AU - Klages, H. O.
AU - Kleifges, M.
AU - Kleinfeller, J.
AU - Knapp, F.
AU - Kunka, N.
AU - Lago, B. L.
AU - Langner, N.
AU - Leigui de Oliveira, M. A.
AU - Lenok, V.
AU - Letessier-Selvon, A.
AU - Lhenry-Yvon, I.
AU - Lo Presti, D.
AU - Lopes, L.
AU - López, R.
AU - Lu, L.
AU - Luce, Q.
AU - Lundquist, J. P.
AU - Machado Payeras, A.
AU - Majercakova, M.
AU - Mandat, D.
AU - Manning, B. C.
AU - Manshanden, J.
AU - Mantsch, P.
AU - Marafico, S.
AU - Mariani, F. M.
AU - Mariazzi, A. G.
AU - Mariş, I. C.
AU - Marsella, G.
AU - Martello, D.
AU - Martinelli, S.
AU - Martínez Bravo, O.
AU - Martins, M. A.
AU - Mastrodicasa, M.
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AU - Matthews, J.
AU - Matthiae, G.
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AU - Mayotte, S.
AU - Mazur, P. O.
AU - Medina-Tanco, G.
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AU - Menshikov, A.
AU - Michal, S.
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AU - Muzio, M.
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AU - Nasr-Esfahani, A.
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AU - Niculescu-Oglinzanu, M.
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AU - Nitz, D.
AU - Norwood, I.
AU - Nosek, D.
AU - Novotny, V.
AU - Nožka, L.
AU - Nucita, A.
AU - Núñez, L. A.
AU - Oliveira, C.
AU - Palatka, M.
AU - Pallotta, J.
AU - Parente, G.
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AU - Pawlowsky, J.
AU - Pech, M.
AU - Pȩkala, J.
AU - Pelayo, R.
AU - Pereira, L. A.S.
AU - Pereira Martins, E. E.
AU - Perez Armand, J.
AU - Pérez Bertolli, C.
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AU - Petrera, S.
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AU - Pierog, T.
AU - Pimenta, M.
AU - Platino, M.
AU - Pont, B.
AU - Pothast, M.
AU - Pourmohammad Shavar, M.
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AU - Puyleart, A.
AU - Querchfeld, S.
AU - Rautenberg, J.
AU - Ravignani, D.
AU - Reininghaus, M.
AU - Ridky, J.
AU - Riehn, F.
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AU - Rizi, V.
AU - Rodrigues de Carvalho, W.
AU - Rodriguez Rojo, J.
AU - Roncoroni, M. J.
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AU - Roulet, E.
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AU - Saftoiu, A.
AU - Saharan, M.
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AU - Salina, G.
AU - Sanabria Gomez, J. D.
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AU - Savina, P.
AU - Schäfer, C. M.
AU - Scherini, V.
AU - Schieler, H.
AU - Schimassek, M.
AU - Schimp, M.
AU - Schlüter, F.
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AU - Scornavacche, M.
AU - Segreto, A.
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AU - Silli, G.
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AU - Šmída, R.
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AU - Stadelmaier, M.
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AU - Stanič, S.
AU - Stasielak, J.
AU - Stassi, P.
AU - Straub, M.
AU - Streich, A.
AU - Suárez-Durán, M.
AU - Suomijärvi, T.
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AU - Veberič, D.
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AU - Wilczyński, H.
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AU - Wundheiler, B.
AU - Yushkov, A.
AU - Zapparrata, O.
AU - Zas, E.
AU - Zavrtanik, D.
AU - Zavrtanik, M.
N1 - Funding Information: The successful installation, commissioning, and operation of the Pierre Auger Observatory would not have been possible without the strong commitment and effort from the technical and administrative staff in Malargüe. We are very grateful to the following agencies and organizations for financial support. Publisher Copyright: © 2023. The Author(s). Published by the American Astronomical Society.
PY - 2023/7/1
Y1 - 2023/7/1
N2 - A search for time-directional coincidences of ultra-high-energy (UHE) photons above 10 EeV with gravitational wave (GW) events from the LIGO/Virgo runs O1 to O3 is conducted with the Pierre Auger Observatory. Due to the distinctive properties of photon interactions and to the background expected from hadronic showers, a subset of the most interesting GW events is selected based on their localization quality and distance. Time periods of 1000 s around and 1 day after the GW events are analyzed. No coincidences are observed. Upper limits on the UHE photon fluence from a GW event are derived that are typically at ∼7 MeV cm−2 (time period 1000 s) and ∼35 MeV cm−2 (time period 1 day). Due to the proximity of the binary neutron star merger GW170817, the energy of the source transferred into UHE photons above 40 EeV is constrained to be less than 20% of its total GW energy. These are the first limits on UHE photons from GW sources.
AB - A search for time-directional coincidences of ultra-high-energy (UHE) photons above 10 EeV with gravitational wave (GW) events from the LIGO/Virgo runs O1 to O3 is conducted with the Pierre Auger Observatory. Due to the distinctive properties of photon interactions and to the background expected from hadronic showers, a subset of the most interesting GW events is selected based on their localization quality and distance. Time periods of 1000 s around and 1 day after the GW events are analyzed. No coincidences are observed. Upper limits on the UHE photon fluence from a GW event are derived that are typically at ∼7 MeV cm−2 (time period 1000 s) and ∼35 MeV cm−2 (time period 1 day). Due to the proximity of the binary neutron star merger GW170817, the energy of the source transferred into UHE photons above 40 EeV is constrained to be less than 20% of its total GW energy. These are the first limits on UHE photons from GW sources.
UR - http://www.scopus.com/inward/record.url?scp=85165919943&partnerID=8YFLogxK
U2 - 10.3847/1538-4357/acc862
DO - 10.3847/1538-4357/acc862
M3 - Artículo
AN - SCOPUS:85165919943
SN - 0004-637X
VL - 952
JO - Astrophysical Journal
JF - Astrophysical Journal
IS - 1
M1 - 91
ER -