A Catalog of the Highest-energy Cosmic Rays Recorded during Phase I of Operation of the Pierre Auger Observatory

A catalog containing details of the highest-energy cosmic rays recorded through the detection of extensive air showers at the Pierre Auger Observatory is presented with the aim of opening the data to detailed examination. Descriptions of the 100 showers created by the highest-energy particles recorded between 2004 January 1 and 2020 December 31 are given for cosmic rays that have energies in the range 78–166 EeV. Details are also given on a further nine very energetic events that have been used in the calibration procedure adopted to determine the energy of each primary. A sky plot of the arrival directions of the most energetic particles is shown. No interpretations of the data are offered.Fil: Binet, V. Universidad Nacional de Rosario. Facultad de Ciencias Bioquímicas y Farmacéuticas. Instituto de Física de Rosario (IFIR-CONICET); Argentina.Fil: Micheletti, M. I. Universidad Nacional de Rosario. Facultad de Ciencias Bioquímicas y Farmacéuticas. Instituto de Física de Rosario (IFIR-CONICET); Argentina

Energy estimation of cosmic rays with the Engineering Radio Array of the Pierre Auger Observatory

The Auger Engineering Radio Array (AERA) is part of the Pierre Auger Observatory and is used to detect the radio emission of cosmic-ray air showers. These observations are compared to the data of the surface detector stations of the Observatory, which provide well-calibrated information on the cosmic-ray energies and arrival directions. The response of the radio stations in the 30?80 MHz regime has been thoroughly calibrated to enable the reconstruction of the incoming electric field. For the latter, the energy deposit per area is determined from the radio pulses at each observer position and is interpolated using a two-dimensional function that takes into account signal asymmetries due to interference between the geomagnetic and charge-excess emission components. The spatial integral over the signal distribution gives a direct measurement of the energy transferred from the primary cosmic ray into radio emission in the AERA frequency range. We measure 15.8 MeV of radiation energy for a 1 EeV air shower arriving perpendicularly to the geomagnetic field. This radiation energy?corrected for geometrical effects?is used as a cosmic-ray energy estimator. Performing an absolute energy calibration against the surface-detector information, we observe that this radio-energy estimator scales quadratically with the cosmic-ray energy as expected for coherent emission. We find an energy resolution of the radio reconstruction of 22% for the data set and 17% for a high-quality subset containing only events with at least five radio stations with signal.Fil: Almela, Daniel Alejandro. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Pque. Centenario. Instituto de Tecnología En Detección y Astroparticulas. Subsede Instituto de Tecnología En Detección y Astroparticulas-unsam | Comision Nacional de Energia Atomica. Instituto de Tecnología En Detección y Astroparticulas. Subsede Instituto de Tecnología En Detección y Astroparticulas-unsam | Universidad Nacional de San Martin. Instituto de Tecnología En Detección y Astroparticulas; ArgentinaFil: Asorey, Hernán Gonzalo. Comisión Nacional de Energía Atómica. Gerencia del Area de Energía Nuclear. Instituto Balseiro; ArgentinaFil: Bertou, Xavier Pierre Louis. Comisión Nacional de Energía Atómica. Gerencia del Area de Energía Nuclear. Instituto Balseiro; ArgentinaFil: Dasso, Sergio Ricardo. Consejo Nacional de Investigaciónes Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Instituto de Astronomía y Física del Espacio. - Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Astronomía y Física del Espacio; ArgentinaFil: Etchegoyen, Alberto. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Parque Centenario. Instituto de Tecnologías en Detección y Astropartículas. Subsede del Instituto de Tecnologías en Detección y Astropartículas Mendoza; ArgentinaFil: Figueira, Juan Manuel. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Parque Centenario. Instituto de Tecnologías en Detección y Astropartículas. Subsede del Instituto de Tecnologías en Detección y Astropartículas Mendoza; ArgentinaFil: Filevich, Alberto. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Parque Centenario. Instituto de Tecnologías en Detección y Astropartículas. Subsede del Instituto de Tecnologías en Detección y Astropartículas Mendoza; ArgentinaFil: Freire, Martín Miguel. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Rosario. Instituto de Física de Rosario. Universidad Nacional de Rosario. Instituto de Física de Rosario; ArgentinaFil: Garcia, Beatriz Elena. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Parque Centenario. Instituto de Tecnologías en Detección y Astropartículas. Subsede del Instituto de Tecnologías en Detección y Astropartículas Mendoza; ArgentinaFil: Golup, Geraldina Tamara. Comisión Nacional de Energía Atómica. Gerencia del Area de Energía Nuclear. Instituto Balseiro; ArgentinaFil: Gomez Berisso, Mariano. Comisión Nacional de Energía Atómica. Gerencia del Area de Energía Nuclear. Instituto Balseiro; ArgentinaFil: González, Nicolás Martín. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Parque Centenario. Instituto de Tecnologías en Detección y Astropartículas. Subsede del Instituto de Tecnologías en Detección y Astropartículas Mendoza; ArgentinaFil: Hampel, Matias Rolf. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Parque Centenario. Instituto de Tecnologías en Detección y Astropartículas. Subsede del Instituto de Tecnologías en Detección y Astropartículas Mendoza; ArgentinaFil: Hansen, Patricia Maria. Observatorio Pierre Auger; ArgentinaFil: Harari, Diego Dario. Comisión Nacional de Energía Atómica. Gerencia del Area de Energía Nuclear. Instituto Balseiro; ArgentinaFil: Jarne, Cecilia Gisele. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - la Plata. Instituto de Física la Plata. Universidad Nacional de la Plata. Facultad de Ciencias Exactas. Instituto de Física la Plata; ArgentinaFil: Josebachuili Ogando, Mariela Gisele. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Parque Centenario. Instituto de Tecnologías en Detección y Astropartículas. Subsede del Instituto de Tecnologías en Detección y Astropartículas Mendoza; ArgentinaFil: Lucero, Luis Agustin. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Parque Centenario. Instituto de Tecnologías en Detección y Astropartículas. Subsede del Instituto de Tecnologías en Detección y Astropartículas Mendoza; ArgentinaFil: Masías Meza, Jimmy Joel. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Departamento de Física; ArgentinaFil: Melo, Diego Gabriel. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Parque Centenario. Instituto de Tecnologías en Detección y Astropartículas. Subsede del Instituto de Tecnologías en Detección y Astropartículas Mendoza; ArgentinaFil: Micheletti, Maria Isabel. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Rosario. Instituto de Física de Rosario. Universidad Nacional de Rosario. Instituto de Física de Rosario; ArgentinaFil: Mollerach, Maria Silvia. Comisión Nacional de Energía Atómica. Gerencia del Area de Energía Nuclear. Instituto Balseiro; ArgentinaFil: Pallotta, Juan Vicente. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Instituto de Investigaciones Científicas y Técnicas para la Defensa. Centro de Investigación en Láseres y Aplicaciones; ArgentinaFil: Piegaia, Ricardo Nestor. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Rosario. Instituto de Física de Rosario. Universidad Nacional de Rosario. Instituto de Física de Rosario; ArgentinaFil: Pieroni, Pablo Emanuel. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Instituto de Física de Buenos Aires. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Física de Buenos Aires; ArgentinaFil: Platino, Manuel. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Pque. Centenario. Instituto de Tecnología en Detección y Astroparticulas. Comisión Nacional de Energía Atómica. Instituto de Tecnología en Detección y Astroparticulas. Universidad Nacional de San Martín. Instituto de Tecnología en Detección y Astroparticulas; ArgentinaFil: Quel, Eduardo Jaime. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Instituto de Investigaciones Científicas y Técnicas para la Defensa. Centro de Investigación en Láseres y Aplicaciones; ArgentinaFil: Roulet, Esteban. Comisión Nacional de Energía Atómica. Gerencia del Area de Energía Nuclear. Instituto Balseiro; ArgentinaFil: Rovero, Adrian Carlos. Consejo Nacional de Investigaciónes Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Instituto de Astronomía y Física del Espacio. - Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Astronomía y Física del Espacio; ArgentinaFil: Sanchez, Federico Andrés. Comisión Nacional de Energía Atómica. Gerencia del Area de Energía Nuclear. Instituto Balseiro; ArgentinaFil: Sciutto, Sergio Juan. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - la Plata. Instituto de Física la Plata. Universidad Nacional de la Plata. Facultad de Ciencias Exactas. Instituto de Física la Plata; ArgentinaFil: Suarez, Federico. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Pque. Centenario. Instituto de Tecnología en Detección y Astroparticulas. Comisión Nacional de Energía Atómica. Instituto de Tecnología en Detección y Astroparticulas. Universidad Nacional de San Martín. Instituto de Tecnología en Detección y Astroparticulas; ArgentinaFil: Supanitsky, Alberto Daniel. Consejo Nacional de Investigaciónes Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Instituto de Astronomía y Física del Espacio. - Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Astronomía y Física del Espacio; ArgentinaFil: Dova, Maria Teresa. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - la Plata. Instituto de Física la Plata. Universidad Nacional de la Plata. Facultad de Ciencias Exactas. Instituto de Física la Plata; ArgentinaFil: Mariazzi, Analisa Gabriela. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - la Plata. Instituto de Física la Plata. Universidad Nacional de la Plata. Facultad de Ciencias Exactas. Instituto de Física la Plata; ArgentinaFil: Tapia Casanova, Alex Marcelo. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Pque. Centenario. Instituto de Tecnología en Detección y Astroparticulas. Comisión Nacional de Energía Atómica. Instituto de Tecnología en Detección y Astroparticulas. Universidad Nacional de San Martín. Instituto de Tecnología en Detección y Astroparticulas; ArgentinaFil: Wahlberg, Hernan Pablo. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - la Plata. Instituto de Física la Plata. Universidad Nacional de la Plata. Facultad de Ciencias Exactas. Instituto de Física la Plata; ArgentinaFil: Wundheiler, Brian. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Pque. Centenario. Instituto de Tecnología en Detección y Astroparticulas. Comisión Nacional de Energía Atómica. Instituto de Tecnología en Detección y Astroparticulas. Universidad Nacional de San Martín. Instituto de Tecnología en Detección y Astroparticulas; ArgentinaFil: The Pierre Auger Observatory

Multi-messenger observations of a binary neutron star merger

On 2017 August 17 a binary neutron star coalescence candidate (later designated GW170817) with merger time 12:41:04 UTC was observed through gravitational waves by the Advanced LIGO and Advanced Virgo detectors. The Fermi Gamma-ray Burst Monitor independently detected a gamma-ray burst (GRB 170817A) with a time delay of ~1.7 s with respect to the merger time. From the gravitational-wave signal, the source was initially localized to a sky region of 31 deg2 at a luminosity distance of 40+8-8 Mpc and with component masses consistent with neutron stars. The component masses were later measured to be in the range 0.86 to 2.26 Mo. An extensive observing campaign was launched across the electromagnetic spectrum leading to the discovery of a bright optical transient (SSS17a, now with the IAU identification of AT 2017gfo) in NGC 4993 (at ~40 Mpc) less than 11 hours after the merger by the One- Meter, Two Hemisphere (1M2H) team using the 1 m Swope Telescope. The optical transient was independently detected by multiple teams within an hour. Subsequent observations targeted the object and its environment. Early ultraviolet observations revealed a blue transient that faded within 48 hours. Optical and infrared observations showed a redward evolution over ~10 days. Following early non-detections, X-ray and radio emission were discovered at the transient’s position ~9 and ~16 days, respectively, after the merger. Both the X-ray and radio emission likely arise from a physical process that is distinct from the one that generates the UV/optical/near-infrared emission. No ultra-high-energy gamma-rays and no neutrino candidates consistent with the source were found in follow-up searches. These observations support the hypothesis that GW170817 was produced by the merger of two neutron stars in NGC4993 followed by a short gamma-ray burst (GRB 170817A) and a kilonova/macronova powered by the radioactive decay of r-process nuclei synthesized in the ejecta

Tunka-Rex: a Radio Extension of the Tunka Experiment

Tunka-Rex, the Tunka radio extension, is an array of about 20 antennas currently under construction, which covers an area of 1 km2. Tunka-Rex measures the radio emission of cosmic-ray air showers above 1016 eV. It is triggered by the photomultipliers of the Tunka-133 experiment which simultaneously measure the Cherenkov light emitted by the same air showers. The radio-Cherenkov-hybrid measurements thus offer a unique opportunity for a cross-calibration of both detection methods. The main goal of Tunka-Rex is to determine the precision of the radio reconstruction for the energy and the atmospheric depth of the shower maximum, Xmax, and thus to experimentally test theoretical predictions that the radio precision can be similar to the precision of air-Cherenkov and fluorescence measurements. At the same time, Tunka-Rex can demonstrate that radio measurements can be performed on a large area for a relatively cheap price, since the antennas will be connected to the already existing Tunka DAQ. Finally, radio-antenna arrays have the perspective to increase the effective observation time compared to air-Cherenkov and fluorescence detectors by an order of magnitude, since radio measurements are possible under almost any atmospheric and light conditions

Radio Measurements of Air Showers with LOPES

Contains fulltext : 117189.pdf (publisher's version ) (Open Access