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2024 article

Mass composition of ultrahigh energy cosmic rays from distribution of their arrival directions with the Telescope Array

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Résumé fourni par la source

We use a new method to estimate the injected mass composition of ultrahigh cosmic rays (UHECRs) at energies higher than 10 EeV. The method is based on comparison of the energy-dependent distribution of cosmic ray arrival directions as measured by the Telescope Array (TA) experiment with that calculated in a given putative model of UHECR under the assumption that sources trace the large-scale structure (LSS) of the Universe. As we report in the companion Letter, the TA data show large deflections with respect to the LSS which can be explained, assuming small extragalactic magnetic fields (EGMF), by an intermediate composition changing to a heavy one (iron) in the highest energy bin. Here we show that these results are robust to uncertainties in UHECR injection spectra, the energy scale of the experiment and galactic magnetic fields. The assumption of weak EGMF, however, strongly affects this interpretation at all but the highest energies $E>100\text{ }\text{ }\mathrm{EeV}$, where the remarkable isotropy of the data implies a heavy injected composition even in the case of strong EGMF. This result also holds if UHECR sources are as rare as $2\ifmmode\times\else\texttimes\fi{}{10}^{\ensuremath{-}5}\text{ }\text{ }{\mathrm{Mpc}}^{\ensuremath{-}3}$, that is the conservative lower limit for the source number density.

Ce résumé expose les affirmations des auteurs. BNTIC ne l’interprète pas comme une validation indépendante des résultats.

Contrôle bibliographique ouvert

DOI retrouvé dans Crossref DOI retrouvé ; titre concordant.

Titre Crossref
Mass composition of ultrahigh energy cosmic rays from distribution of their arrival directions with the Telescope Array
Date Crossref
22/07/2024
Éditeur
American Physical Society (APS)
Type
journal-article

Ce recoupement confirme des métadonnées liées au DOI. Il ne confirme ni la méthode ni les conclusions de l’étude et ne compte pas comme une seconde source scientifique indépendante.

Institutions déclarées

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Sujets associés

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