학술논문
Search for Ultra-high-energy Photons from Gravitational Wave Sources with the Pierre Auger Observatory
Document Type
article
Author
A. Abdul Halim; P. Abreu; M. Aglietta; I. Allekotte; K. Almeida Cheminant; A. Almela; J. Alvarez-Muñiz; J. Ammerman Yebra; G. A. Anastasi; L. Anchordoqui; B. Andrada; S. Andringa; C. Aramo; P. R. Araújo Ferreira; E. Arnone; J. C. Arteaga Velázquez; H. Asorey; P. Assis; G. Avila; E. Avocone; A. M. Badescu; A. Bakalova; A. Balaceanu; F. Barbato; J. A. Bellido; C. Berat; M. E. Bertaina; G. Bhatta; P. L. Biermann; V. Binet; K. Bismark; T. Bister; J. Biteau; J. Blazek; C. Bleve; J. Blümer; M. Boháčová; D. Boncioli; C. Bonifazi; L. Bonneau Arbeletche; N. Borodai; J. Brack; T. Bretz; P. G. Brichetto Orchera; F. L. Briechle; P. Buchholz; A. Bueno; S. Buitink; M. Buscemi; M. Büsken; A. Bwembya; K. S. Caballero-Mora; L. Caccianiga; I. Caracas; R. Caruso; A. Castellina; F. Catalani; G. Cataldi; L. Cazon; M. Cerda; J. A. Chinellato; J. Chudoba; L. Chytka; R. W. Clay; A. C. Cobos Cerutti; R. Colalillo; A. Coleman; M. R. Coluccia; R. Conceiçao; A. Condorelli; G. Consolati; M. Conte; F. Contreras; F. Convenga; D. Correia dos Santos; P. J. Costa; C. E. Covault; M. Cristinziani; C. S. Cruz Sanchez; S. Dasso; K. Daumiller; B. R. Dawson; R. M. de Almeida; J. de Jesús; S. J. de Jong; J. R. T. de Mello Neto; I. De Mitri; J. de Oliveira; D. de Oliveira Franco; F. de Palma; V. de Souza; E. De Vito; A. Del Popolo; O. Deligny; L. Deval; A. di Matteo; M. Dobre; C. Dobrigkeit; J. C. D’Olivo; L. M. Domingues Mendes; R. C. dos Anjos; J. Ebr; M. Emam; R. Engel; I. Epicoco; M. Erdmann; A. Etchegoyen; H. Falcke; J. Farmer; G. Farrar; A. C. Fauth; N. Fazzini; F. Feldbusch; F. Fenu; A. Fernandes; B. Fick; J. M. Figueira; A. Filipčič; T. Fitoussi; B. Flaggs; T. Fodran; T. Fujii; A. Fuster; C. Galea; C. Galelli; B. García; H. Gemmeke; F. Gesualdi; A. Gherghel-Lascu; P. L. Ghia; U. Giaccari; M. Giammarchi; J. Glombitza; F. Gobbi; F. Gollan; G. Golup; M. Gómez Berisso; P. F. Gómez Vitale; J. P. Gongora; J. M. González; N. González; I. Goos; D. Góra; A. Gorgi; M. Gottowik; T. D. Grubb; F. Guarino; G. P. Guedes; E. Guido; S. Hahn; P. Hamal; M. R. Hampel; P. Hansen; D. Harari; V. M. Harvey; A. Haungs; T. Hebbeker; D. Heck; C. Hojvat; J. R. Hörandel; P. Horvath; M. Hrabovský; T. Huege; A. Insolia; P. G. Isar; P. Janecek; J. A. Johnsen; J. Jurysek; A. Kääpä; K. H. Kampert; B. Keilhauer; A. Khakurdikar; V. V. Kizakke Covilakam; H. O. Klages; M. Kleifges; J. Kleinfeller; F. Knapp; N. Kunka; B. L. Lago; N. Langner; M. A. Leigui de Oliveira; V. Lenok; A. Letessier-Selvon; I. Lhenry-Yvon; D. Lo Presti; L. Lopes; R. López; L. Lu; Q. Luce; J. P. Lundquist; A. Machado Payeras; M. Majercakova; D. Mandat; B. C. Manning; J. Manshanden; P. Mantsch; S. Marafico; F. M. Mariani; A. G. Mariazzi; I. C. Mariş; G. Marsella; D. Martello; S. Martinelli; O. Martínez Bravo; M. A. Martins; M. Mastrodicasa; H. J. Mathes; J. Matthews; G. Matthiae; E. Mayotte; S. Mayotte; P. O. Mazur; G. Medina-Tanco; J. Meinert; D. Melo; A. Menshikov; S. Michal; M. I. Micheletti; L. Miramonti; S. Mollerach; F. Montanet; L. Morejon; C. Morello; A. L. Müller; K. Mulrey; R. Mussa; M. Muzio; W. M. Namasaka; A. Nasr-Esfahani; L. Nellen; G. Nicora; M. Niculescu-Oglinzanu; M. Niechciol; D. Nitz; I. Norwood; D. Nosek; V. Novotny; L. Nožka; A. Nucita; L. A. Núñez; C. Oliveira; M. Palatka; J. Pallotta; G. Parente; A. Parra; J. Pawlowsky; M. Pech; J. Pȩkala; R. Pelayo; L. A. S. Pereira; E. E. Pereira Martins; J. Perez Armand; C. Pérez Bertolli; L. Perrone; S. Petrera; C. Petrucci; T. Pierog; M. Pimenta; M. Platino; B. Pont; M. Pothast; M. Pourmohammad Shavar; P. Privitera; M. Prouza; A. Puyleart; S. Querchfeld; J. Rautenberg; D. Ravignani; M. Reininghaus; J. Ridky; F. Riehn; M. Risse; V. Rizi; W. Rodrigues de Carvalho; J. Rodriguez Rojo; M. J. Roncoroni; S. Rossoni; M. Roth; E. Roulet; A. C. Rovero; P. Ruehl; A. Saftoiu; M. Saharan; F. Salamida; H. Salazar; G. Salina; J. D. Sanabria Gomez; F. Sánchez; E. M. Santos; E. Santos; F. Sarazin; R. Sarmento; R. Sato; P. Savina; C. M. Schäfer; V. Scherini; H. Schieler; M. Schimassek; M. Schimp; F. Schlüter; D. Schmidt; O. Scholten; H. Schoorlemmer; P. Schovánek; F. G. Schröder; J. Schulte; T. Schulz; S. J. Sciutto; M. Scornavacche; A. Segreto; S. Sehgal; S. U. Shivashankara; G. Sigl; G. Silli; O. Sima; R. Smau; R. Šmída; P. Sommers; J. F. Soriano; R. Squartini; M. Stadelmaier; D. Stanca; S. Stanič; J. Stasielak; P. Stassi; M. Straub; A. Streich; M. Suárez-Durán; T. Suomijärvi; A. D. Supanitsky; Z. Szadkowski; A. Tapia; C. Taricco; C. Timmermans; O. Tkachenko; P. Tobiska; C. J. Todero Peixoto; B. Tomé; Z. Torrès; A. Travaini; P. Travnicek; C. Trimarelli; M. Tueros; R. Ulrich; M. Unger; L. Vaclavek; M. Vacula; J. F. Valdés Galicia; L. Valore; E. Varela; A. Vásquez-Ramírez; D. Veberič; C. Ventura; I. D. Vergara Quispe; V. Verzi; J. Vicha; J. Vink; S. Vorobiov; C. Watanabe; A. A. Watson; A. Weindl; L. Wiencke; H. Wilczyński; D. Wittkowski; B. Wundheiler; A. Yushkov; O. Zapparrata; E. Zas; D. Zavrtanik; M. Zavrtanik; The Pierre Auger Collaboration
Source
The Astrophysical Journal, Vol 952, Iss 1, p 91 (2023)
Subject
Language
English
ISSN
1538-4357
Abstract
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.