Search for patterns by combining cosmic-ray energy and arrival directions at the Pierre Auger Observatory

Aab, A.; Abreu, P.; Aglietta, M.; Ahn, E.  . J.; Al Samarai, I.; Albuquerque, I.  . F.  . M.; Allekotte, I.; Allison, P.; Almela, A.; Alvarez Castillo, J.; Alvarez Muñiz, J.; Alves Batista, R.; Ambrosio, M.; Aminaei, A.; Anchordoqui, L.; Andringa, S.; Aramo, C.; Aranda, V.  . M.; Arqueros, F.; Arsene, N.; Asorey, H.; Assis, P.; Aublin, J.; Ave, M.; Avenier, M.; Avila, G.; Awal, N.; Badescu, A.  . M.; Barber, K.  . B.; Bäuml, J.; Baus, C.; Beatty, J.  . J.; Becker, K.  . H.; Bellido, J.  . A.; Berat, C.; Bertaina, M.  . E.; Bertou, X.; Biermann, P.  . L.; Billoir, P.; Blaess, S.  . G.; Blanco, A.; Blanco, M.; Bleve, Carla; Blümer, H.; Boháčová, M.; Boncioli, D.; Bonifazi, C.; Borodai, N.; Brack, J.; Brancus, I.; Bridgeman, A.; Brogueira, P.; Brown, W.  . C.; Buchholz, P.; Bueno, A.; Buitink, S.; Buscemi, M.; Caballero Mora, K.  . S.; Caccianiga, B.; Caccianiga, L.; Candusso, M.; Caramete, L.; Caruso, R.; Castellina, A.; Cataldi, G.; Cazon, L.; Cester, R.; Chavez, A.  . G.; Chiavassa, A.; Chinellato, J.  . A.; Chudoba, J.; Cilmo, M.; Clay, R.  . W.; Cocciolo, G.; Colalillo, R.; Coleman, A.; Collica, L.; Coluccia, MARIA RITA; Conceição, R.; Contreras, F.; Cooper, M.  . J.; Cordier, A.; Coutu, S.; Covault, C.  . E.; Cronin, J.; Dallier, R.; Daniel, B.; Dasso, S.; Daumiller, K.; Dawson, B.  . R.; de Almeida, R.  . M.; de Jong, S.  . J.; De Mauro, G.; de Mello Neto, J.  . R.  . T.; DE MITRI, Ivan; de Oliveira, J.; de Souza, V.; del Peral, L.; Deligny, O.; Dembinski, H.; Dhital, N.; Di Giulio, C.; Di Matteo, A.; Diaz, J.  . C.; Díaz Castro, M.  . L.; Diogo, F.; Dobrigkeit, C.; Docters, W.; D’Olivo, J.  . C.; Dorofeev, A.; Dorosti Hasankiadeh, Q.; Dova, M.  . T.; Ebr, J.; Engel, R.; Erdmann, M.; Erfani, M.; Escobar, C.  . O.; Espadanal, J.; Etchegoyen, A.; Falcke, H.; Fang, K.; Farrar, G.; Fauth, A.  . C.; Fazzini, N.; Ferguson, A.  . P.; Fernandes, M.; Fick, B.; Figueira, J.  . M.; Filevich, A.; Filipčič, A.; Fox, B.  . D.; Fratu, O.; Freire, M.  . M.; Fuchs, B.; Fujii, T.; García, B.; Garcia Pinto, D.; Gate, F.; Gemmeke, H.; Gherghel Lascu, A.; Ghia, P.  . L.; Giaccari, U.; Giammarchi, M.; Giller, M.; Głas, D.; Glaser, C.; Glass, H.; Golup, G.; Gómez Berisso, M.; Gómez Vitale, P.  . F.; González, N.; Gookin, B.; Gordon, J.; Gorgi, A.; Gorham, P.; Gouffon, P.; Griffith, N.; Grillo, A.  . F.; Grubb, T.  . D.; Guardincerri, Y.; Guarino, F.; Guedes, G.  . P.; Hampel, M.  . R.; Hansen, P.; Harari, D.; Harrison, T.  . A.; Hartmann, S.; Harton, J.  . L.; Haungs, A.; Hebbeker, T.; Heck, D.; Heimann, P.; Herve, A.  . E.; Hill, G.  . C.; Hojvat, C.; Hollon, N.; Holt, E.; Homola, P.; Hörandel, J.  . R.; Horvath, P.; Hrabovský, M.; Huber, D.; Huege, T.; Insolia, A.; Isar, P.  . G.; Jandt, I.; Jansen, S.; Jarne, C.; Johnsen, J.  . A.; Josebachuili, M.; Kääpä, A.; Kambeitz, O.; Kampert, K.  . H.; Kasper, P.; Katkov, I.; Kégl, B.; Keilhauer, B.; Keivani, A.; Kemp, E.; Kieckhafer, R.  . M.; Klages, H.  . O.; Kleifges, M.; Kleinfeller, J.; Krause, R.; Krohm, N.; Krömer, O.; Kuempel, D.; Kunka, N.; Lahurd, D.; Latronico, L.; Lauer, R.; Lauscher, M.; Lautridou, P.; Le Coz, S.; Lebrun, D.; Lebrun, P.; Leigui de Oliveira, M.  . A.; Letessier Selvon, A.; Lhenry Yvon, I.; Link, K.; Lopes, L.; López, R.; López Casado, A.; Louedec, K.; Lu, L.; Lucero, A.; Malacari, M.; Maldera, S.; Mallamaci, M.; Maller, J.; Mandat, D.; Mantsch, P.; Mariazzi, A.  . G.; Marin, V.; Mariş, I.  . C.; Marsella, Giovanni; Martello, Daniele; Martin, L.; Martinez, H.; Martínez Bravo, O.; Martraire, D.; Masías Meza, J.  . J.; Mathes, H.  . J.; Mathys, S.; Matthews, J.; Matthews, J.  . A.  . J.; Matthiae, G.; Maurel, D.; Maurizio, D.; Mayotte, E.; Mazur, P.  . O.; Medina, C.; Medina Tanco, G.; Meissner, R.; Mello, V.  . B.  . B.; Melo, D.; Menshikov, A.; Messina, S.; Meyhandan, R.; Micheletti, M.  . I.; Middendorf, L.; Minaya, I.  . A.; Miramonti, L.; Mitrica, B.; Molina Bueno, L.; Mollerach, S.; Montanet, F.; Morello, C.; Mostafá, M.; Moura, C.  . A.; Muller, M.  . A.; Müller, G.; Müller, S.; Mussa, R.; Navarra, G.; Navarro, J.  . L.; Navas, S.; Necesal, P.; Nellen, L.; Nelles, A.; Neuser, J.; Nguyen, P.  . H.; Niculescu Oglinzanu, M.; Niechciol, M.; Niemietz, L.; Niggemann, T.; Nitz, D.; Nosek, D.; Novotny, V.; Nožka, L.; Ochilo, L.; Oikonomou, F.; Olinto, A.; Pacheco, N.; Pakk Selmi Dei, D.; Palatka, M.; Pallotta, J.; Papenbreer, P.; Parente, G.; Parra, A.; Paul, T.; Pech, M.; Pȩkala, J.; Pelayo, R.; Pepe, I.  . M.; Perrone, Lorenzo; Petermann, E.; Peters, C.; Petrera, S.; Petrov, Y.; Phuntsok, J.; Piegaia, R.; Pierog, T.; Pieroni, P.; Pimenta, M.; Pirronello, V.; Platino, M.; Plum, M.; Porcelli, A.; Porowski, C.; Prado, R.  . R.; Privitera, P.; Prouza, M.; Purrello, V.; Quel, E.  . J.; Querchfeld, S.; Quinn, S.; Rautenberg, J.; Ravel, O.; Ravignani, D.; Revenu, B.; Ridky, J.; Riggi, S.; Risse, M.; Ristori, P.; Rizi, V.; Rodrigues de Carvalho, W.; Rodriguez Fernandez, G.; Rodriguez Rojo, J.; Rodríguez Frías, M.  . D.; Rogozin, D.; Rosado, J.; Roth, M.; Roulet, E.; Rovero, A.  . C.; Saffi, S.  . J.; Saftoiu, A.; Salamida, F.; Salazar, H.; Saleh, A.; Salesa Greus, F.; Salina, G.; Sánchez, F.; Sanchez Lucas, P.; Santos, E.; Santos, E.  . M.; Sarazin, F.; Sarkar, B.; Sarmento, R.; Sato, R.; Scarso, C.; Schauer, M.; Scherini, Viviana; Schieler, H.; Schiffer, P.; Schmidt, D.; Scholten, O.; Schoorlemmer, H.; Schovánek, P.; Schröder, F.  . G.; Schulz, A.; Schulz, J.; Schumacher, J.; Sciutto, S.  . J.; Segreto, A.; Settimo, M.; Shadkam, A.; Shellard, R.  . C.; Sidelnik, I.; Sigl, G.; Sima, O.; Śmiałkowski, A.; Šmída, R.; Snow, G.  . R.; Sommers, P.; Sorokin, J.; Squartini, R.; Srivastava, Y.  . N.; Stanca, D.; Stanič, S.; Stapleton, J.; Stasielak, J.; Stephan, M.; Stutz, A.; Suarez, F.; Suomijärvi, T.; Supanitsky, A.  . D.; Sutherland, M.  . S.; Swain, J.; Szadkowski, Z.; Taborda, O.  . A.; Tapia, A.; Tepe, A.; Theodoro, V.  . M.; Tiffenberg, J.; Timmermans, C.; Todero Peixoto, C.  . J.; Toma, G.; Tomankova, L.; Tomé, B.; Tonachini, A.; Torralba Elipe, G.; Torres Machado, D.; Travnicek, P.; Ulrich, R.; Unger, M.; Urban, M.; Valdés Galicia, J.  . F.; Valiño, I.; Valore, L.; van Aar, G.; van Bodegom, P.; van den Berg, A.  . M.; van Velzen, S.; van Vliet, A.; Varela, E.; Vargas Cárdenas, B.; Varner, G.; Vasquez, R.; Vázquez, J.  . R.; Vázquez, R.  . A.; Veberič, D.; Verzi, V.; Vicha, J.; Videla, M.; Villaseñor, L.; Vlcek, B.; Vorobiov, S.; Wahlberg, H.; Wainberg, O.; Walz, D.; Watson, A.  . A.; Weber, M.; Weidenhaupt, K.; Weindl, A.; Werner, F.; Widom, A.; Wiencke, L.; Wilczyński, H.; Winchen, T.; Wittkowski, D.; Wundheiler, B.; Wykes, S.; Yang, L.; Yapici, T.; Yushkov, A.; Zas, E.; Zavrtanik, D.; Zavrtanik, M.; Zepeda, A.; Zhu, Y.; Zimmermann, B.; Ziolkowski, M.; Zuccarello, F.

doi:10.1140/epjc/s10052-015-3471-0

Energy-dependent patterns in the arrival directions of cosmic rays are searched for using data of the Pierre Auger Observatory. We investigate local regions around the highest-energy cosmic rays with E≥6×10^19 eV by analyzing cosmic rays with energies above E≥5×10^18 eV arriving within an angular separation of approximately 15∘ . We characterize the energy distributions inside these regions by two independent methods, one searching for angular dependence of energy-energy correlations and one searching for collimation of energy along the local system of principal axes of the energy distribution. No significant patterns are found with this analysis. The comparison of these measurements with astrophysical scenarios can therefore be used to obtain constraints on related model parameters such as strength of cosmic-ray deflection and density of point sources.