Search for Ultra-high-energy Photons from Gravitational Wave Sources with the Pierre Auger Observatory
In: Astrophys.J. ; https://hal.science/hal-04170243 ; Astrophys.J., 2023, 952 (1), pp.91. ⟨10.3847/1538-4357/acc862⟩, 2023
academicJournal
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International audience ; 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.
| Titel: |
Search for Ultra-high-energy Photons from Gravitational Wave Sources with the Pierre Auger Observatory
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| Autor/in / Beteiligte Person: | Abdul Halim, Adila ; Abreu, Pedro ; Aglietta, Marco ; Allekotte, Ingomar ; Almeida Cheminant, Kevin ; Almela, Alejandro ; Alvarez-Muñiz, Jaime ; Ammerman Yebra, Juan ; Anastasi, Gioacchino Alex ; Anchordoqui, Luis ; Andrada, Belén ; Andringa, Sofia ; Aramo, Carla ; Araújo Ferreira, Paulo Ricardo ; Arnone, Enrico ; Arteaga Velázquez, Juan Carlos ; Asorey, Hernán Gonzalo ; Assis, Pedro ; Avila, Gualberto ; Avocone, Emanuele ; Badescu, Alina Mihaela ; Bakalova, Alena ; Balaceanu, Alexandru ; Barbato, Felicia ; Bellido, Jose A ; Berat, Corinne ; Bertaina, Mario Edoardo ; Bhatta, Gopal ; Biermann, Peter ; Binet, Virginia ; Bismark, Kathrin ; Bister, Teresa ; Biteau, Jonathan ; Blazek, Jiri ; Bleve, Carla ; Blümer, Johannes ; Boháčová, Martina ; Boncioli, Denise ; Bonifazi, Carla ; Bonneau Arbeletche, Luan ; Borodai, Nataliia ; Brack, Jeffrey ; Bretz, Thomas ; Brichetto Orchera, P. Gabriel ; Briechle, Florian Lukas ; Buchholz, Peter ; Bueno, Antonio ; Buitink, Stijn ; Buscemi, Mario ; Büsken, Max ; Bwembya, Anthony ; Caballero-Mora, Karen S ; Caccianiga, Lorenzo ; Caracas, Ioana ; Caruso, Rossella ; Castellina, Antonella ; Catalani, Fernando ; Cataldi, Gabriella ; Cazon, Lorenzo ; Cerda, Marcos ; Chinellato, Jose Augusto ; Chudoba, Jiri ; Chytka, Ladislav ; Clay, Roger W ; Cobos Cerutti, Agustín ; Colalillo, Roberta ; Coleman, Alan ; Coluccia, Maria Rita ; Conceição, Ruben ; Condorelli, Antonio ; Consolati, Giovanni ; Conte, Matteo ; Contreras, Fernando ; Convenga, Fabio ; Correia dos Santos, Diego ; Costa, Pedro J ; Covault, Corbin ; Cristinziani, Markus ; Cruz Sanchez, Carlo Salvattore ; Dasso, Sergio ; Daumiller, Kai ; Dawson, Bruce R ; de Almeida, Rogerio M ; de Jesús, Joaquín ; de Jong, Sijbrand J ; de Mello Neto, J.R. T ; de Mitri, Ivan ; de Oliveira, Jaime ; de Oliveira Franco, Danelise ; de Palma, Francesco ; de Souza, Vitor ; de Vito, Emanuele ; del Popolo, Antonino ; Deligny, Olivier ; Deval, Luca ; Di Matteo, Armando ; Dobre, Madalina ; Dobrigkeit, Carola ; d'Olivo, Juan Carlos ; Domingues Mendes, Luis Miguel ; dos Anjos, Rita ; Ebr, Jan ; Emam, Mohamed ; Engel, Ralph ; Epicoco, Italo ; Erdmann, Martin ; Etchegoyen, Alberto ; Falcke, Heino ; Farmer, John ; Farrar, Glennys ; Fauth, Anderson ; Fazzini, Norberto ; Feldbusch, Fridtjof ; Fenu, Francesco ; Fernandes, Alexandra ; Fick, Brian ; Figueira, Juan Manuel ; Filipčič, Andrej ; Fitoussi, Thomas ; Flaggs, Benjamin ; Fodran, Tomas ; Fujii, Toshihiro ; Fuster, Alan ; Galea, Cristina ; Galelli, Claudio ; García, Beatriz ; Gemmeke, Hartmut ; Gesualdi, Flavia ; Gherghel-Lascu, Alexandru ; Ghia, Piera Luisa ; Giaccari, Ugo ; Giammarchi, Marco ; Glombitza, Jonas ; Gobbi, Fabian ; Gollan, Fernando ; Golup, Geraldina ; Gómez Berisso, Mariano ; Gómez Vitale, Primo F ; Gongora, Juan Pablo ; González, Juan Manuel ; González, Nicolás ; Goos, Isabel ; Góra, Dariusz ; Gorgi, Alessio ; Gottowik, Marvin ; Grubb, Trent D ; Guarino, Fausto ; Guedes, Germano ; Guido, Eleonora ; Hahn, Steffen ; Hamal, Petr ; Hampel, Matías Rolf ; Hansen, Patricia ; Harari, Diego ; Harvey, Violet M ; Haungs, Andreas ; Hebbeker, Thomas ; Heck, Dieter ; Hojvat, Carlos ; Hörandel, Jörg ; Horvath, Pavel ; Hrabovský, Miroslav ; Huege, Tim ; Insolia, Antonio ; Isar, Paula Gina ; Janecek, Petr ; Johnsen, Jeffrey A ; Jurysek, Jakub ; Kääpä, Alex ; Kampert, Karl-Heinz ; Keilhauer, Bianca ; Khakurdikar, Abha ; Kizakke Covilakam, Varada Varma ; Klages, Hans ; Kleifges, Matthias ; Kleinfeller, Jonny ; Knapp, Felix ; Kunka, Norbert ; Lago, Bruno L ; Langner, Niklas ; Leigui de Oliveira, Marcelo Augusto ; Lenok, Vladimir ; Letessier-Selvon, Antoine ; Lhenry-Yvon, Isabelle ; Lo Presti, Domenico ; Lopes, Luis ; López, Rebeca ; Lu, Lu ; Luce, Quentin ; Lundquist, Jon Paul ; Machado Payeras, Allan ; Majercakova, Margita ; Mandat, Dusan ; Manning, Bradley C ; Manshanden, Julien ; Mantsch, Paul ; Marafico, Sullivan ; Mariani, Federico Maria ; Mariazzi, Analisa ; Mariş, Ioana ; Marsella, Giovanni ; Martello, Daniele ; Martinelli, Sara ; Martínez Bravo, Oscar ; Martins, Miguel A ; Mastrodicasa, Massimo ; Mathes, Hermann-Josef ; Matthews, James ; Matthiae, Giorgio ; Mayotte, Eric ; Mayotte, Sonja ; Mazur, Peter ; Medina-Tanco, Gustavo ; Meinert, Janning ; Melo, Diego ; Menshikov, Alexander ; Michal, Stanislav ; Micheletti, Maria Isabel ; Miramonti, Lino ; Mollerach, Silvia ; Montanet, François ; Morejon, Leonel ; Morello, Carlo ; Müller, Ana L ; Mulrey, Katharine ; Mussa, Roberto ; Muzio, Marco ; Namasaka, Wilson M ; Nasr-Esfahani, Alina ; Nellen, Lukas ; Nicora, Gabriela ; Niculescu-Oglinzanu, Mihai ; Niechciol, Marcus ; Nitz, Dave ; Norwood, Ian ; Nosek, Dalibor ; Novotny, Vladimir ; Nožka, Libor ; Nucita, Achille ; Núñez, Luis ; Oliveira, Cainã ; Palatka, Miroslav ; Pallotta, Juan ; Parente, Gonzalo ; Parra, Alejandra ; Pawlowsky, Jannis ; Pech, Miroslav ; Pękala, Jan ; Pelayo, Rodrigo ; Pereira, Luiz Augusto ; Pereira Martins, Edyvania Emily ; Perez Armand, Johnnier ; Pérez Bertolli, Carmina ; Perrone, Lorenzo ; Petrera, Sergio ; Petrucci, Camilla ; Pierog, Tanguy ; Pimenta, Mário ; Platino, Manuel ; Pont, Bjarni ; Pothast, Mart ; Pourmohammad Shavar, Mohsen ; Privitera, Paolo ; Prouza, Michael ; Puyleart, Andrew ; Querchfeld, Sven ; Rautenberg, Julian ; Ravignani, Diego ; Reininghaus, Maximilian ; Ridky, Jan ; Riehn, Felix ; Risse, Markus ; Rizi, Vincenzo ; Rodrigues de Carvalho, Washington ; Rodriguez Rojo, Jorge Rubén ; Roncoroni, Matías J ; Rossoni, Simone ; Roth, Markus ; Roulet, Esteban ; Rovero, Adrian ; Ruehl, Philip ; Saftoiu, Alexandra ; Saharan, Mohit ; Salamida, Francesco ; Salazar, Humberto ; Salina, Gaetano ; Sanabria Gomez, Jose ; Sánchez, Federico ; Moura Santos, Edivaldo ; Santos, Eva ; Sarazin, Fred ; Sarmento, Raul ; Sato, Ricardo ; Savina, Pierpaolo ; Schäfer, Christoph M ; Scherini, Viviana ; Schieler, Harald ; Schimassek, Martin ; Schimp, Michael ; Schlüter, Felix ; Schmidt, David ; Scholten, Olaf ; Schoorlemmer, Harm ; Schovánek, Petr ; Schröder, Frank G ; Schulte, Josina ; Schulz, Tobias ; Sciutto, Sergio ; Scornavacche, Marina ; Segreto, Alberto ; Sehgal, Srijan ; Shivashankara, Shima Ujjani ; Sigl, Guenter ; Silli, Gaia ; Sima, Octavian ; Smau, Raluca ; Šmída, Radomir ; Sommers, Paul ; Soriano, Jorge F ; Squartini, Ruben ; Stadelmaier, Maximilian ; Stanca, Denis ; Stanič, Samo ; Stasielak, Jaroslaw ; Stassi, Patrick ; Straub, Maximilian ; Streich, Alexander ; Suárez-Durán, Mauricio ; Suomijärvi, Tiina ; Supanitsky, A. Daniel ; Szadkowski, Zbigniew ; Tapia, Alex ; Taricco, Carla ; Timmermans, Charles ; Tkachenko, Olena ; Tobiska, Petr ; Todero Peixoto, Carlos J ; Tomé, Bernardo ; Torrès, Zoé ; Travaini, Andres ; Travnicek, Petr ; Trimarelli, Caterina ; Tueros, Matias ; Ulrich, Ralf ; Unger, Michael ; Vaclavek, Lukáš ; Vacula, Martin ; Valdés Galicia, Jose F ; Valore, Laura ; Varela, Enrique ; Vásquez-Ramírez, Adriana ; Veberič, Darko ; Ventura, Cynthia ; Vergara Quispe, Indira D ; Verzi, Valerio ; Vicha, Jakub ; Vink, Jacco ; Vorobiov, Serguei ; Watanabe, Clara ; Watson, Alan ; Weindl, Andreas ; Wiencke, Lawrence ; Wilczyński, Henryk ; Wittkowski, David ; Wundheiler, Brian ; Yushkov, Alexey ; Zapparrata, Orazio ; Zas, Enrique ; Zavrtanik, Danilo ; Zavrtanik, Marko ; Laboratoire de Physique Subatomique et de Cosmologie (LPSC) ; Institut National de Physique Nucléaire et de Physique des Particules du CNRS (IN2P3)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Grenoble Alpes (UGA)-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP ) ; Université Grenoble Alpes (UGA) ; Laboratoire de Physique des 2 Infinis Irène Joliot-Curie (IJCLab) ; Institut National de Physique Nucléaire et de Physique des Particules du CNRS (IN2P3)-Université Paris-Saclay-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS) ; Laboratoire de Physique Nucléaire et de Hautes Énergies (LPNHE (UMR_7585)) ; Institut National de Physique Nucléaire et de Physique des Particules du CNRS (IN2P3)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS) ; Auger, Pierre |
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| Zeitschrift: | Astrophys.J. ; https://hal.science/hal-04170243 ; Astrophys.J., 2023, 952 (1), pp.91. ⟨10.3847/1538-4357/acc862⟩, 2023 |
| Veröffentlichung: | HAL CCSD, 2023 |
| Medientyp: | academicJournal |
| DOI: | 10.3847/1538-4357/acc862 |
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