Research Article

Observation of a large-scale anisotropy in the arrival directions of cosmic rays above 8 × 1018 eV

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Science  22 Sep 2017:
Vol. 357, Issue 6357, pp. 1266-1270
DOI: 10.1126/science.aan4338

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vol. 357 no. 6357 1266-1270

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  • Received for publication April 12, 2017
  • Accepted for publication August 10, 2017

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  1. The Pierre Auger Collaboration*,
  2. A. Aab1,
  3. P. Abreu2,
  4. M. Aglietta3,4,
  5. I. Al Samarai5,
  6. I. F. M. Albuquerque6,
  7. I. Allekotte7,
  8. A. Almela8,9,
  9. J. Alvarez Castillo10,
  10. J. Alvarez-Muñiz11,
  11. G. A. Anastasi12,13,
  12. L. Anchordoqui14,
  13. B. Andrada8,
  14. S. Andringa2,
  15. C. Aramo15,
  16. F. Arqueros16,
  17. N. Arsene17,
  18. H. Asorey7,18,
  19. P. Assis2,
  20. J. Aublin5,
  21. G. Avila19,20,
  22. A. M. Badescu21,
  23. A. Balaceanu22,
  24. F. Barbato23,
  25. R. J. Barreira Luz2,
  26. J. J. Beatty24,
  27. K. H. Becker25,
  28. J. A. Bellido26,
  29. C. Berat27,
  30. M. E. Bertaina4,28,
  31. X. Bertou7,
  32. P. L. Biermann29,
  33. P. Billoir5,
  34. J. Biteau30,
  35. S. G. Blaess26,
  36. A. Blanco2,
  37. J. Blazek31,
  38. C. Bleve32,33,
  39. M. Boháčová31,
  40. D. Boncioli13,,
  41. C. Bonifazi34,
  42. N. Borodai35,
  43. A. M. Botti8,36,
  44. J. Brack37,
  45. I. Brancus22,
  46. T. Bretz38,
  47. A. Bridgeman36,
  48. F. L. Briechle38,
  49. P. Buchholz39,
  50. A. Bueno40,
  51. S. Buitink1,
  52. M. Buscemi41,42,
  53. K. S. Caballero-Mora43,
  54. L. Caccianiga,
  55. A. Cancio8,9,
  56. F. Canfora1,
  57. L. Caramete17,
  58. R. Caruso41,42,
  59. A. Castellina3,4,
  60. G. Cataldi33,
  61. L. Cazon2,
  62. A. G. Chavez45,
  63. J. A. Chinellato46,
  64. J. Chudoba31,
  65. R. W. Clay26,
  66. A. Cobos8,
  67. R. Colalillo15,23,
  68. A. Coleman47,
  69. L. Collica4,
  70. M. R. Coluccia32,33,
  71. R. Conceição2,
  72. G. Consolati44,
  73. F. Contreras19,20,
  74. M. J. Cooper26,
  75. S. Coutu47,
  76. C. E. Covault48,
  77. J. Cronin49,,
  78. S. D’Amico33,50,
  79. B. Daniel46,
  80. S. Dasso51,52,
  81. K. Daumiller36,
  82. B. R. Dawson26,
  83. R. M. de Almeida53,
  84. S. J. de Jong1,54,
  85. G. De Mauro1,
  86. J. R. T. de Mello Neto34,
  87. I. De Mitri32,33,
  88. J. de Oliveira53,
  89. V. de Souza55,
  90. J. Debatin36,
  91. O. Deligny30,
  92. C. Di Giulio56,57,
  93. A. Di Matteo13,58,§,
  94. M. L. Díaz Castro46,
  95. F. Diogo2,
  96. C. Dobrigkeit46,
  97. J. C. D’Olivo10,
  98. Q. Dorosti39,
  99. R. C. dos Anjos59,
  100. M. T. Dova60,
  101. A. Dundovic61,
  102. J. Ebr31,
  103. R. Engel36,
  104. M. Erdmann38,
  105. M. Erfani39,
  106. C. O. Escobar62,
  107. J. Espadanal2,
  108. A. Etchegoyen8,9,
  109. H. Falcke1,54,63,
  110. G. Farrar64,
  111. A. C. Fauth46,
  112. N. Fazzini62,
  113. F. Fenu28,
  114. B. Fick65,
  115. J. M. Figueira8,
  116. A. Filipčič66,67,
  117. O. Fratu21,
  118. M. M. Freire68,
  119. T. Fujii49,
  120. A. Fuster8,9,
  121. R. Gaior5,
  122. B. García69,
  123. D. Garcia-Pinto16,
  124. F. Gaté70,
  125. H. Gemmeke71,
  126. A. Gherghel-Lascu22,
  127. P. L. Ghia30,
  128. U. Giaccari34,
  129. M. Giammarchi72,
  130. M. Giller73,
  131. D. Głas74,
  132. C. Glaser38,
  133. G. Golup7,
  134. M. Gómez Berisso7,
  135. P. F. Gómez Vitale19,20,
  136. N. González8,36,
  137. A. Gorgi3,4,
  138. P. Gorham75,
  139. A. F. Grillo13,,
  140. T. D. Grubb26,
  141. F. Guarino15,23,
  142. G. P. Guedes76,
  143. M. R. Hampel8,
  144. P. Hansen60,
  145. D. Harari7,
  146. T. A. Harrison26,
  147. J. L. Harton37,
  148. A. Haungs36,
  149. T. Hebbeker38,
  150. D. Heck36,
  151. P. Heimann39,
  152. A. E. Herve77,
  153. G. C. Hill26,
  154. C. Hojvat62,
  155. E. Holt8,36,
  156. P. Homola35,
  157. J. R. Hörandel1,54,
  158. P. Horvath78,
  159. M. Hrabovský78,
  160. T. Huege36,
  161. J. Hulsman8,36,
  162. A. Insolia41,42,
  163. P. G. Isar17,
  164. I. Jandt25,
  165. S. Jansen1,54,
  166. J. A. Johnsen79,
  167. M. Josebachuili8,
  168. J. Jurysek31,
  169. A. Kääpä25,
  170. O. Kambeitz77,
  171. K. H. Kampert25,
  172. I. Katkov77,
  173. B. Keilhauer36,
  174. N. Kemmerich6,
  175. E. Kemp46,
  176. J. Kemp38,
  177. R. M. Kieckhafer65,
  178. H. O. Klages36,
  179. M. Kleifges71,
  180. J. Kleinfeller19,
  181. R. Krause38,
  182. N. Krohm25,
  183. D. Kuempel25,38,
  184. G. Kukec Mezek67,
  185. N. Kunka71,
  186. A. Kuotb Awad36,
  187. D. LaHurd48,
  188. M. Lauscher38,
  189. R. Legumina73,
  190. M. A. Leigui de Oliveira80,
  191. A. Letessier-Selvon5,
  192. I. Lhenry-Yvon30,
  193. K. Link77,
  194. D. Lo Presti41,
  195. L. Lopes2,
  196. R. López81,
  197. A. López Casado11,
  198. Q. Luce30,
  199. A. Lucero8,9,
  200. M. Malacari49,
  201. M. Mallamaci44,72,
  202. D. Mandat31,
  203. P. Mantsch62,
  204. A. G. Mariazzi60,
  205. I. C. Mariş82,
  206. G. Marsella32,33,
  207. D. Martello32,33,
  208. H. Martinez83,
  209. O. Martínez Bravo81,
  210. J. J. Masías Meza52,
  211. H. J. Mathes36,
  212. S. Mathys25,
  213. J. Matthews84,
  214. J. A. J. Matthews85,
  215. G. Matthiae56,57,
  216. E. Mayotte25,
  217. P. O. Mazur62,
  218. C. Medina79,
  219. G. Medina-Tanco10,
  220. D. Melo8,
  221. A. Menshikov71,
  222. K.-D. Merenda79,
  223. S. Michal78,
  224. M. I. Micheletti68,
  225. L. Middendorf38,
  226. L. Miramonti44,72,
  227. B. Mitrica22,
  228. D. Mockler77,
  229. S. Mollerach7,
  230. F. Montanet27,
  231. C. Morello3,4,
  232. M. Mostafá47,
  233. A. L. Müller8,36,
  234. G. Müller38,
  235. M. A. Muller46,86,
  236. S. Müller8,36,
  237. R. Mussa4,
  238. I. Naranjo7,
  239. L. Nellen10,
  240. P. H. Nguyen26,
  241. M. Niculescu-Oglinzanu22,
  242. M. Niechciol39,
  243. L. Niemietz25,
  244. T. Niggemann38,
  245. D. Nitz65,
  246. D. Nosek87,
  247. V. Novotny87,
  248. L. Nožka78,
  249. L. A. Núñez18,
  250. L. Ochilo39,
  251. F. Oikonomou47,
  252. A. Olinto49,
  253. M. Palatka31,
  254. J. Pallotta88,
  255. P. Papenbreer25,
  256. G. Parente11,
  257. A. Parra81,
  258. T. Paul14,89,
  259. M. Pech31,
  260. F. Pedreira11,
  261. J. Pkala35,
  262. R. Pelayo90,
  263. J. Peña-Rodriguez18,
  264. L. A. S. Pereira46,
  265. M. Perlín8,
  266. L. Perrone32,33,
  267. C. Peters38,
  268. S. Petrera12,13,
  269. J. Phuntsok47,
  270. R. Piegaia52,
  271. T. Pierog36,
  272. P. Pieroni52,
  273. M. Pimenta2,
  274. V. Pirronello41,42,
  275. M. Platino8,
  276. M. Plum38,
  277. C. Porowski35,
  278. R. R. Prado55,
  279. P. Privitera49,
  280. M. Prouza31,
  281. E. J. Quel88,
  282. S. Querchfeld25,
  283. S. Quinn48,
  284. R. Ramos-Pollan18,
  285. J. Rautenberg25,
  286. D. Ravignani8,
  287. B. Revenu70,
  288. J. Ridky31,
  289. F. Riehn2,
  290. M. Risse39,
  291. P. Ristori88,
  292. V. Rizi13,58,
  293. W. Rodrigues de Carvalho6,
  294. G. Rodriguez Fernandez56,57,
  295. J. Rodriguez Rojo19,
  296. D. Rogozin36,
  297. M. J. Roncoroni8,
  298. M. Roth36,
  299. E. Roulet7,
  300. A. C. Rovero51,
  301. P. Ruehl39,
  302. S. J. Saffi26,
  303. A. Saftoiu22,
  304. F. Salamida58,
  305. H. Salazar81,
  306. A. Saleh67,
  307. F. Salesa Greus47,
  308. G. Salina57,
  309. F. Sánchez8,
  310. P. Sanchez-Lucas40,
  311. E. M. Santos6,
  312. E. Santos8,
  313. F. Sarazin79,
  314. R. Sarmento2,
  315. C. A. Sarmiento8,
  316. R. Sato19,
  317. M. Schauer25,
  318. V. Scherini33,
  319. H. Schieler36,
  320. M. Schimp25,
  321. D. Schmidt8,36,
  322. O. Scholten91,92,
  323. P. Schovánek31,
  324. F. G. Schröder36,
  325. A. Schulz77,
  326. J. Schumacher38,
  327. S. J. Sciutto60,
  328. A. Segreto42,93,
  329. M. Settimo5,
  330. A. Shadkam84,
  331. R. C. Shellard94,
  332. G. Sigl61,
  333. G. Silli8,36,
  334. O. Sima95,
  335. A. Śmiałkowski73,
  336. R. Šmída36,
  337. G. R. Snow96,
  338. P. Sommers47,
  339. S. Sonntag39,
  340. J. Sorokin26,
  341. R. Squartini19,
  342. D. Stanca22,
  343. S. Stanič67,
  344. J. Stasielak35,
  345. P. Stassi27,
  346. F. Strafella32,33,
  347. F. Suarez8,9,
  348. M. Suarez Durán18,
  349. T. Sudholz26,
  350. T. Suomijärvi30,
  351. A. D. Supanitsky51,
  352. J. Šupík78,
  353. J. Swain89,
  354. Z. Szadkowski74,
  355. A. Taboada77,
  356. O. A. Taborda7,
  357. A. Tapia8,
  358. V. M. Theodoro46,
  359. C. Timmermans1,54,
  360. C. J. Todero Peixoto97,
  361. L. Tomankova36,
  362. B. Tomé2,
  363. G. Torralba Elipe11,
  364. P. Travnicek31,
  365. M. Trini67,
  366. R. Ulrich36,
  367. M. Unger36,
  368. M. Urban38,
  369. J. F. Valdés Galicia10,
  370. I. Valiño11,
  371. L. Valore15,23,
  372. G. van Aar1,
  373. P. van Bodegom26,
  374. A. M. van den Berg91,
  375. A. van Vliet1,
  376. E. Varela81,
  377. B. Vargas Cárdenas10,
  378. G. Varner75,
  379. R. A. Vázquez11,
  380. D. Veberič36,
  381. C. Ventura34,
  382. I. D. Vergara Quispe60,
  383. V. Verzi57,
  384. J. Vicha31,
  385. L. Villaseñor45,
  386. S. Vorobiov67,
  387. H. Wahlberg60,
  388. O. Wainberg8,9,
  389. D. Walz38,
  390. A. A. Watson98,
  391. M. Weber71,
  392. A. Weindl36,
  393. L. Wiencke79,
  394. H. Wilczyński35,
  395. M. Wirtz38,
  396. D. Wittkowski25,
  397. B. Wundheiler8,
  398. L. Yang67,
  399. A. Yushkov8,
  400. E. Zas11,
  401. D. Zavrtanik66,67,
  402. M. Zavrtanik66,67,
  403. A. Zepeda83,
  404. B. Zimmermann71,
  405. M. Ziolkowski39,
  406. Z. Zong30,
  407. F. Zuccarello41,42
  1. 1IMAPP, Radboud University Nijmegen, Nijmegen, Netherlands.
  2. 2Laboratório de Instrumentação e Física Experimental de Partículas and Instituto Superior Técnico, Universidade de Lisboa, Lisboa, Portugal.
  3. 3Osservatorio Astrofisico di Torino (INAF), Torino, Italy.
  4. 4INFN, Sezione di Torino, Torino, Italy.
  5. 5Laboratoire de Physique Nucléaire et de Hautes Energies, Universités Paris 6 et Paris 7, CNRS-IN2P3, Paris, France.
  6. 6Instituto de Física, Universidade de São Paulo, São Paulo, Brazil.
  7. 7Centro Atómico Bariloche and Instituto Balseiro (CNEA-UNCuyo-CONICET), San Carlos deBariloche, Argentina.
  8. 8Instituto de Tecnologías en Detección y Astropartículas (CNEA, CONICET, UNSAM), Buenos Aires, Argentina.
  9. 9Universidad Tecnológica Nacional–Facultad Regional Buenos Aires, Buenos Aires, Argentina.
  10. 10Universidad Nacional Autónoma de México, México, D.F., México.
  11. 11Universidad de Santiago de Compostela, Santiago de Compostela, Spain.
  12. 12Gran Sasso Science Institute (INFN), L’Aquila, Italy.
  13. 13INFN Laboratori Nazionali del Gran Sasso, Assergi (L’Aquila),Italy.
  14. 14Department of Physics and Astronomy, Lehman College, City University of New York, Bronx, NY, USA.
  15. 15INFN, Sezione di Napoli, Napoli, Italy.
  16. 16Universidad Complutense de Madrid, Madrid, Spain.
  17. 17Institute of Space Science, Bucharest-Magurele, Romania.
  18. 18Universidad Industrial de Santander, Bucaramanga, Colombia.
  19. 19Observatorio Pierre Auger, Malargüe, Argentina.
  20. 20Observatorio Pierre Auger and Comisión Nacional de Energía Atómica, Malargüe, Argentina.
  21. 21University Politehnica of Bucharest, Bucharest, Romania.
  22. 22“Horia Hulubei” National Institute for Physics and Nuclear Engineering, Bucharest-Magurele, Romania.
  23. 23Università di Napoli “Federico II,” Dipartimento di Fisica “Ettore Pancini,” Napoli, Italy.
  24. 24Ohio State University, Columbus, OH, USA.
  25. 25Department of Physics, Bergische Universität Wuppertal, Wuppertal, Germany.
  26. 26University of Adelaide, Adelaide, S.A., Australia.
  27. 27Laboratoire de Physique Subatomique et de Cosmologie, Université Grenoble-Alpes, CNRS/ IN2P3, Grenoble, France.
  28. 28Dipartimento di Fisica, Università Torino, Torino, Italy.
  29. 29Max-Planck-Institut für Radioastronomie, Bonn, Germany.
  30. 30Institut de Physique Nucléaire d’Orsay, Université Paris-Sud, Univ. Paris/Saclay, CNRS-IN2P3, Orsay, France.
  31. 31Institute of Physics of the Czech Academy of Sciences, Prague, Czech Republic.
  32. 32Dipartimento di Matematica e Fisica “E. De Giorgi,” Università del Salento, Lecce, Italy.
  33. 33INFN, Sezione di Lecce, Lecce, Italy.
  34. 34Universidade Federal do Rio de Janeiro, Instituto de Física, Rio de Janeiro, RJ, Brazil.
  35. 35Institute of Nuclear Physics PAN, Krakow, Poland.
  36. 36Karlsruhe Institute of Universidad Nacional Technology, Institut für Kernphysik, Karlsruhe, Germany.
  37. 37Colorado State University, Fort Collins, CO, USA.
  38. 38III. Physikalisches Institut A, RWTH Aachen University, Aachen, Germany.
  39. 39Fachbereich 7 Physik–Experimentelle Teilchenphysik, Universität Siegen, Siegen, Germany.
  40. 40Universidad de Granada and CAFPE, Granada, Spain.
  41. 41Dipartimento di Fisica e Astronomia, Università di Catania, Catania, Italy.
  42. 42INFN, Sezione di Catania, Catania, Italy.
  43. 43Universidad Autónoma de Chiapas, Tuxtla Gutiérrez, Chiapas, México.
  44. 44Dipartimento di Fisica, Università di Milano, Milano, Italy.
  45. 45Universidad Michoacana de San Nicolás de Hidalgo, Morelia, Michoacán, México.
  46. 46Universidade Estadual de Campinas, IFGW, Campinas, SP, Brazil.
  47. 47Pennsylvania State University, University Park, PA, USA.
  48. 48Case Western Reserve University, Cleveland, OH, USA.
  49. 49Enrico Fermi Institute, University of Chicago, Chicago, IL, USA.
  50. 50Dipartimento di Ingegneria, Università del Salento, Lecce, Italy.
  51. 51Instituto de Astronomía y Física del Espacio (CONICET-UBA), Buenos Aires, Argentina.
  52. 52Departamento de Física and Departamento de Ciencias de la Atmósfera y los Océanos, FCEyN, Universidad de Buenos Aires and CONICET, Buenos Aires, Argentina.
  53. 53Universidade Federal Fluminense, EEIMVR, Volta Redonda, RJ, Brazil.
  54. 54Nationaal Instituut voor Kernfysica en Hoge Energie Fysica, Amsterdam, Netherlands.
  55. 55Instituto de Física de São Carlos, Universidade de São Paulo, São Carlos, SP, Brazil.
  56. 56Dipartimento di Fisica, Università di Roma “Tor Vergata,” Roma, Italy.
  57. 57INFN, Sezione di Roma “Tor Vergata,” Roma, Italy.
  58. 58Dipartimento di Scienze Fisiche e Chimiche, Università dell’Aquila, L’Aquila, Italy.
  59. 59Universidade Federal do Paraná, Setor Palotina, Palotina, Brazil.
  60. 60IFLP, Universidad Nacional de La Plata and CONICET, La Plata, Argentina.
  61. 61II. Institut für Theoretische Physik, Universität Hamburg, Hamburg, Germany.
  62. 62Fermi National Accelerator Laboratory, Batavia, IL, USA.
  63. 63Stichting Astronomisch Onderzoek in Nederland (ASTRON), Dwingeloo, Netherlands.
  64. 64New York University, New York, NY, USA.
  65. 65Michigan Technological University, Houghton, MI, USA.
  66. 66Experimental Particle Physics Department, J. Stefan Institute, Ljubljana, Slovenia.
  67. 67Laboratory for Astroparticle Physics, University of Nova Gorica, Nova Gorica, Slovenia.
  68. 68Instituto de Física de Rosario–CONICET/ UNR and Facultad de Ciencias Bioquímicas y Farmacéuticas UNR, Rosario, Argentina.
  69. 69Instituto de Tecnologías en Detección y Astropartículas (CNEA, CONICET, UNSAM) and Universidad Tecnológica Nacional–Facultad Regional Mendoza (CONICET/CNEA), Mendoza, Argentina.
  70. 70SUBATECH, École des Mines de Nantes, CNRS-IN2P3, Université de Nantes, Nantes, France.
  71. 71Institut für Prozessdatenverarbeitung und Elektronik, Karlsruhe Institute of Technology, Karlsruhe, Germany.
  72. 72INFN, Sezione di Milano, Milano, Italy.
  73. 73Faculty of Astrophysics, University of Łódź, Łódź, Poland.
  74. 74Faculty of High-Energy Astrophysics, University of Łódź, Łódź, Poland.
  75. 75University of Hawaii, Honolulu, HI, USA.
  76. 76Universidade Estadual de Feira de Santana, Feira de Santana, Brazil.
  77. 77Institut für Experimentelle Kernphysik, Karlsruhe Institute of Technology, Karlsruhe, Germany.
  78. 78Palacky University, RCPTM, Olomouc, Czech Republic.
  79. 79Colorado School of Mines, Golden, CO, USA.
  80. 80Universidade Federal do ABC, Santo André, SP, Brazil.
  81. 81Benemérita Universidad Autónoma de Puebla, Puebla, México.
  82. 82Université Libre de Bruxelles, Brussels, Belgium.
  83. 83Centro de Investigación y de Estudios Avanzados del IPN (CINVESTAV), México, D.F., México.
  84. 84Louisiana State University, Baton Rouge, LA, USA.
  85. 85University of New Mexico, Albuquerque, NM, USA.
  86. 86Universidade Federal de Pelotas, Pelotas, RS, Brazil.
  87. 87Faculty of Mathematics and Physics, Institute of Particle and Nuclear Physics, Charles University, Prague, Czech Republic.
  88. 88Centro de Investigaciones en Láseres y Aplicaciones, CITEDEF and CONICET, Villa Martelli, Argentina.
  89. 89Northeastern University, Boston, MA, USA.
  90. 90Unidad Profesional Interdisciplinaria en Ingeniería y Tecnologías Avanzadas del Instituto Politécnico Nacional, México, D.F., México.
  91. 91KVI–Center for Advanced Radiation Technology, University of Groningen, Groningen, Netherlands.
  92. 92Vrije Universiteit Brussels, Brussels, Belgium.
  93. 93INAF–Istituto di Astrofisica Spaziale e Fisica Cosmica di Palermo, Palermo, Italy.
  94. 94Centro Brasileiro de Pesquisas Fisicas, Rio de Janeiro, Brazil.
  95. 95Physics Department, University of Bucharest, Bucharest, Romania.
  96. 96University of Nebraska, Lincoln, NE, USA.
  97. 97Escola de Engenharia de Lorena, Universidade de São Paulo, Lorena, SP, Brazil.
  98. 98School of Physics and Astronomy, University of Leeds, Leeds, UK.
  1. *Email: auger_spokespersons{at}fnal.gov
  1. Deceased.

  • Present address: Deutsches Elektronen-Synchrotron (DESY), Zeuthen, Germany.

  • § Present address: Université Libre de Bruxelles, Brussels, Belgium.

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Oct 20172759210346
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