Uma comparação das distribuições das direções de chegada dos raios cósmicos de ultra-alta energia detetados nos hemisférios sul e norte

Abstract

Los rayos cósmicos de energía ultra alta son detectados por el Pierre Auger Observatorio en el hemisferio sur y por el Telescope Array Experiment en el uno del norte. La distribución de las direcciones de llegada de estas partículas en la esfera celeste proporciona información relevante para investigar el origen, la composición química y los mecanismos de producción de estas partículas. La comparación de la direcciones de llegada son realizadas por métodos estadísticos.

Raios cósmicos de ultra-alta energia são detetados tanto no Observatório Pierre Auger, situado no hemisfério sul, quanto no Experimento Telescópio Array, no hemisfério norte. As direções de chegada dos raios cósmicos e sua distribuição na esfera celeste fornecem informações relevantes para se estabelecer a origem, a composição química, os mecanismos de produção nas fontes destas partículas. O Observatório Pierre Auger não observa nenhum desvio significativo da isotropia no céu do sul acima de 40 EeV, enquanto no céu do norte o Telescópio Array observa um excesso acima de 57 EeV com uma significância estatística de 3.4 sigma. Devido às diferentes análises elaboradas nos dois experimentos os resultados obtidos não são simples de serem comparados. Nesta tese são estudadas as distribuições das direções de chegada dos raios cósmicos detetadas por cada experimento por meio dos mesmos métodos estatísticos. A amostra utilizada é composta dos dados de mais alta energia publicados pelas duas colaborações sem que nenhuma correção para as escalas de energia seja aplicada. Mostramos neste trabalho que a probabilidade de que a distribuição das direções de chegada medida pelo Telescope Array seja originada de uma distribuição isotrópica é significativamente menor do que para o céu do sul. No entanto, com os métodos estatísticos utilizados aqui, os dados não indicam um desvio estatisticamente significativo da isotropia no hemisfério norte. Como os dois experimentos observam uma região comum no céu, estudamos também a correlação entre as duas distribuições. Não observamos nenhuma correlação significativa entre elas.