Search for High-Energy Neutrinos from Ultra-Luminous Infrared Galaxies with IceCube
Ultra-luminous infrared galaxies (ULIRGs) have infrared luminosities $L_{\mathrm{IR}} \geq 10^{12} L_{\odot}$, making them the most luminous objects in the infrared sky. These dusty objects are generally powered by starbursts with star-formation rates that exceed $100~ M_{\odot}~ \mathrm{yr}^{-1}$,...
Main Authors: | , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , |
---|---|
Format: | Text |
Language: | unknown |
Published: |
arXiv
2021
|
Subjects: | |
Online Access: | https://dx.doi.org/10.48550/arxiv.2107.03149 https://arxiv.org/abs/2107.03149 |
id |
ftdatacite:10.48550/arxiv.2107.03149 |
---|---|
record_format |
openpolar |
institution |
Open Polar |
collection |
DataCite Metadata Store (German National Library of Science and Technology) |
op_collection_id |
ftdatacite |
language |
unknown |
topic |
High Energy Astrophysical Phenomena astro-ph.HE FOS Physical sciences |
spellingShingle |
High Energy Astrophysical Phenomena astro-ph.HE FOS Physical sciences IceCube Collaboration Abbasi, R. Ackermann, M. Adams, J. Aguilar, J. A. Ahlers, M. Ahrens, M. Alispach, C. Alves, A. A. Amin, N. M. An, R. Andeen, K. Anderson, T. Anton, G. Argüelles, C. Ashida, Y. Axani, S. Bai, X. V., A. Balagopal Barbano, A. Barwick, S. W. Bastian, B. Basu, V. Baur, S. Bay, R. Beatty, J. J. Becker, K. -H. Tjus, J. Becker Bellenghi, C. BenZvi, S. Berley, D. Bernardini, E. Besson, D. Z. Binder, G. Bindig, D. Blaufuss, E. Blot, S. Boddenberg, M. Bontempo, F. Borowka, J. Böser, S. Botner, O. Böttcher, J. Bourbeau, E. Bradascio, F. Braun, J. Bron, S. Brostean-Kaiser, J. Browne, S. Burgman, A. Burley, R. T. Busse, R. S. Campana, M. A. Carnie-Bronca, E. G. Chen, C. Chirkin, D. Choi, K. Clark, B. A. Clark, K. Classen, L. Coleman, A. Collin, G. H. Conrad, J. M. Coppin, P. Correa, P. Cowen, D. F. Cross, R. Dappen, C. Dave, P. De Clercq, C. DeLaunay, J. J. Dembinski, H. Deoskar, K. De Ridder, S. Desai, A. Desiati, P. de Vries, K. D. de Wasseige, G. de With, M. DeYoung, T. Dharani, S. Diaz, A. Díaz-Vélez, J. C. Dittmer, M. Dujmovic, H. Dunkman, M. DuVernois, M. A. Dvorak, E. Ehrhardt, T. Eller, P. Engel, R. Erpenbeck, H. Evans, J. Evenson, P. A. Fan, K. L. Fazely, A. R. Fiedlschuster, S. Fienberg, A. T. Filimonov, K. Finley, C. Fischer, L. Fox, D. Franckowiak, A. Friedman, E. Fritz, A. Fürst, P. Gaisser, T. K. Gallagher, J. Ganster, E. Garcia, A. Garrappa, S. Gerhardt, L. Ghadimi, A. Glaser, C. Glauch, T. Glüsenkamp, T. Goldschmidt, A. Gonzalez, J. G. Goswami, S. Grant, D. Grégoire, T. Griswold, S. Gündüz, M. Günther, C. Haack, C. Hallgren, A. Halliday, R. Halve, L. Halzen, F. Minh, M. Ha Hanson, K. Hardin, J. Harnisch, A. A. Haungs, A. Hauser, S. Hebecker, D. Helbing, K. Henningsen, F. Hettinger, E. C. Hickford, S. Hignight, J. Hill, C. Hill, G. C. Hoffman, K. D. Hoffmann, R. Hoinka, T. Hokanson-Fasig, B. Hoshina, K. Huang, F. Huber, M. Huber, T. Hultqvist, K. Hünnefeld, M. Hussain, R. In, S. Iovine, N. Ishihara, A. Jansson, M. Japaridze, G. S. Jeong, M. Jones, B. J. P. Kang, D. Kang, W. Kang, X. Kappes, A. Kappesser, D. Karg, T. Karl, M. Karle, A. Katz, U. Kauer, M. Kellermann, M. Kelley, J. L. Kheirandish, A. Kin, K. Kintscher, T. Kiryluk, J. Klein, S. R. Koirala, R. Kolanoski, H. Kontrimas, T. Köpke, L. Kopper, C. Kopper, S. Koskinen, D. J. Koundal, P. Kovacevich, M. Kowalski, M. Kozynets, T. Kun, E. Kurahashi, N. Lad, N. Gualda, C. Lagunas Lanfranchi, J. L. Larson, M. J. Lauber, F. Lazar, J. P. Lee, J. W. Leonard, K. Leszczyńska, A. Li, Y. Lincetto, M. Liu, Q. R. Liubarska, M. Lohfink, E. Mariscal, C. J. Lozano Lu, L. Lucarelli, F. Ludwig, A. Luszczak, W. Lyu, Y. Ma, W. Y. Madsen, J. Mahn, K. B. M. Makino, Y. Mancina, S. Mari{ş}, I. C. Maruyama, R. Mase, K. McElroy, T. McNally, F. Mead, J. V. Meagher, K. Medina, A. Meier, M. Meighen-Berger, S. Micallef, J. Mockler, D. Montaruli, T. Moore, R. W. Morse, R. Moulai, M. Naab, R. Nagai, R. Naumann, U. Necker, J. Nguy{\~{ê}}n, L. V. Niederhausen, H. Nisa, M. U. Nowicki, S. C. Nygren, D. R. Pollmann, A. Obertacke Oehler, M. Olivas, A. O'Sullivan, E. Pandya, H. Pankova, D. V. Park, N. Parker, G. K. Paudel, E. N. Paul, L. Heros, C. Pérez de los Peters, L. Peterson, J. Philippen, S. Pieloth, D. Pieper, S. Pittermann, M. Pizzuto, A. Plum, M. Popovych, Y. Porcelli, A. Rodriguez, M. Prado Price, P. B. Pries, B. Przybylski, G. T. Raab, C. Raissi, A. Rameez, M. Rawlins, K. Rea, I. C. Rehman, A. Reichherzer, P. Reimann, R. Renzi, G. Resconi, E. Reusch, S. Rhode, W. Richman, M. Riedel, B. Roberts, E. J. Robertson, S. Roellinghoff, G. Rongen, M. Rott, C. Ruhe, T. Ryckbosch, D. Cantu, D. Rysewyk Safa, I. Saffer, J. Herrera, S. E. Sanchez Sandrock, A. Sandroos, J. Santander, M. Sarkar, S. Sarkar, S. Satalecka, K. Scharf, M. Schaufel, M. Schieler, H. Schindler, S. Schlunder, P. Schmidt, T. Schneider, A. Schneider, J. Schröder, F. G. Schumacher, L. Schwefer, G. Sclafani, S. Seckel, D. Seunarine, S. Sharma, A. Shefali, S. Silva, M. Skrzypek, B. Smithers, B. Snihur, R. Soedingrekso, J. Soldin, D. Spannfellner, C. Spiczak, G. M. Spiering, C. Stachurska, J. Stamatikos, M. Stanev, T. Stein, R. Stettner, J. Steuer, A. Stezelberger, T. Stürwald, T. Stuttard, T. Sullivan, G. W. Taboada, I. Tenholt, F. Ter-Antonyan, S. Tilav, S. Tischbein, F. Tollefson, K. Tomankova, L. Tönnis, C. Toscano, S. Tosi, D. Trettin, A. Tselengidou, M. Tung, C. F. Turcati, A. Turcotte, R. Turley, C. F. Twagirayezu, J. P. Ty, B. Elorrieta, M. A. Unland Valtonen-Mattila, N. Vandenbroucke, J. van Eijndhoven, N. Vannerom, D. van Santen, J. Verpoest, S. Vraeghe, M. Walck, C. Watson, T. B. Weaver, C. Weigel, P. Weindl, A. Weiss, M. J. Weldert, J. Wendt, C. Werthebach, J. Weyrauch, M. Whitehorn, N. Wiebusch, C. H. Williams, D. R. Wolf, M. Woschnagg, K. Wrede, G. Wulff, J. Xu, X. W. Xu, Y. Yanez, J. P. Yoshida, S. Yu, S. Yuan, T. Zhang, Z. Search for High-Energy Neutrinos from Ultra-Luminous Infrared Galaxies with IceCube |
topic_facet |
High Energy Astrophysical Phenomena astro-ph.HE FOS Physical sciences |
description |
Ultra-luminous infrared galaxies (ULIRGs) have infrared luminosities $L_{\mathrm{IR}} \geq 10^{12} L_{\odot}$, making them the most luminous objects in the infrared sky. These dusty objects are generally powered by starbursts with star-formation rates that exceed $100~ M_{\odot}~ \mathrm{yr}^{-1}$, possibly combined with a contribution from an active galactic nucleus. Such environments make ULIRGs plausible sources of astrophysical high-energy neutrinos, which can be observed by the IceCube Neutrino Observatory at the South Pole. We present a stacking search for high-energy neutrinos from a representative sample of 75 ULIRGs with redshift $z \leq 0.13$ using 7.5 years of IceCube data. The results are consistent with a background-only observation, yielding upper limits on the neutrino flux from these 75 ULIRGs. For an unbroken $E^{-2.5}$ power-law spectrum, we report an upper limit on the stacked flux $Φ_{ν_μ+ \barν_μ}^{90\%} = 3.24 \times 10^{-14}~ \mathrm{TeV^{-1}~ cm^{-2}~ s^{-1}}~ (E/10~ \mathrm{TeV})^{-2.5}$ at 90% confidence level. In addition, we constrain the contribution of the ULIRG source population to the observed diffuse astrophysical neutrino flux as well as model predictions. : Accepted for publication in ApJ. 18 pages, 5 figures, 3 tables |
format |
Text |
author |
IceCube Collaboration Abbasi, R. Ackermann, M. Adams, J. Aguilar, J. A. Ahlers, M. Ahrens, M. Alispach, C. Alves, A. A. Amin, N. M. An, R. Andeen, K. Anderson, T. Anton, G. Argüelles, C. Ashida, Y. Axani, S. Bai, X. V., A. Balagopal Barbano, A. Barwick, S. W. Bastian, B. Basu, V. Baur, S. Bay, R. Beatty, J. J. Becker, K. -H. Tjus, J. Becker Bellenghi, C. BenZvi, S. Berley, D. Bernardini, E. Besson, D. Z. Binder, G. Bindig, D. Blaufuss, E. Blot, S. Boddenberg, M. Bontempo, F. Borowka, J. Böser, S. Botner, O. Böttcher, J. Bourbeau, E. Bradascio, F. Braun, J. Bron, S. Brostean-Kaiser, J. Browne, S. Burgman, A. Burley, R. T. Busse, R. S. Campana, M. A. Carnie-Bronca, E. G. Chen, C. Chirkin, D. Choi, K. Clark, B. A. Clark, K. Classen, L. Coleman, A. Collin, G. H. Conrad, J. M. Coppin, P. Correa, P. Cowen, D. F. Cross, R. Dappen, C. Dave, P. De Clercq, C. DeLaunay, J. J. Dembinski, H. Deoskar, K. De Ridder, S. Desai, A. Desiati, P. de Vries, K. D. de Wasseige, G. de With, M. DeYoung, T. Dharani, S. Diaz, A. Díaz-Vélez, J. C. Dittmer, M. Dujmovic, H. Dunkman, M. DuVernois, M. A. Dvorak, E. Ehrhardt, T. Eller, P. Engel, R. Erpenbeck, H. Evans, J. Evenson, P. A. Fan, K. L. Fazely, A. R. Fiedlschuster, S. Fienberg, A. T. Filimonov, K. Finley, C. Fischer, L. Fox, D. Franckowiak, A. Friedman, E. Fritz, A. Fürst, P. Gaisser, T. K. Gallagher, J. Ganster, E. Garcia, A. Garrappa, S. Gerhardt, L. Ghadimi, A. Glaser, C. Glauch, T. Glüsenkamp, T. Goldschmidt, A. Gonzalez, J. G. Goswami, S. Grant, D. Grégoire, T. Griswold, S. Gündüz, M. Günther, C. Haack, C. Hallgren, A. Halliday, R. Halve, L. Halzen, F. Minh, M. Ha Hanson, K. Hardin, J. Harnisch, A. A. Haungs, A. Hauser, S. Hebecker, D. Helbing, K. Henningsen, F. Hettinger, E. C. Hickford, S. Hignight, J. Hill, C. Hill, G. C. Hoffman, K. D. Hoffmann, R. Hoinka, T. Hokanson-Fasig, B. Hoshina, K. Huang, F. Huber, M. Huber, T. Hultqvist, K. Hünnefeld, M. Hussain, R. In, S. Iovine, N. Ishihara, A. Jansson, M. Japaridze, G. S. Jeong, M. Jones, B. J. P. Kang, D. Kang, W. Kang, X. Kappes, A. Kappesser, D. Karg, T. Karl, M. Karle, A. Katz, U. Kauer, M. Kellermann, M. Kelley, J. L. Kheirandish, A. Kin, K. Kintscher, T. Kiryluk, J. Klein, S. R. Koirala, R. Kolanoski, H. Kontrimas, T. Köpke, L. Kopper, C. Kopper, S. Koskinen, D. J. Koundal, P. Kovacevich, M. Kowalski, M. Kozynets, T. Kun, E. Kurahashi, N. Lad, N. Gualda, C. Lagunas Lanfranchi, J. L. Larson, M. J. Lauber, F. Lazar, J. P. Lee, J. W. Leonard, K. Leszczyńska, A. Li, Y. Lincetto, M. Liu, Q. R. Liubarska, M. Lohfink, E. Mariscal, C. J. Lozano Lu, L. Lucarelli, F. Ludwig, A. Luszczak, W. Lyu, Y. Ma, W. Y. Madsen, J. Mahn, K. B. M. Makino, Y. Mancina, S. Mari{ş}, I. C. Maruyama, R. Mase, K. McElroy, T. McNally, F. Mead, J. V. Meagher, K. Medina, A. Meier, M. Meighen-Berger, S. Micallef, J. Mockler, D. Montaruli, T. Moore, R. W. Morse, R. Moulai, M. Naab, R. Nagai, R. Naumann, U. Necker, J. Nguy{\~{ê}}n, L. V. Niederhausen, H. Nisa, M. U. Nowicki, S. C. Nygren, D. R. Pollmann, A. Obertacke Oehler, M. Olivas, A. O'Sullivan, E. Pandya, H. Pankova, D. V. Park, N. Parker, G. K. Paudel, E. N. Paul, L. Heros, C. Pérez de los Peters, L. Peterson, J. Philippen, S. Pieloth, D. Pieper, S. Pittermann, M. Pizzuto, A. Plum, M. Popovych, Y. Porcelli, A. Rodriguez, M. Prado Price, P. B. Pries, B. Przybylski, G. T. Raab, C. Raissi, A. Rameez, M. Rawlins, K. Rea, I. C. Rehman, A. Reichherzer, P. Reimann, R. Renzi, G. Resconi, E. Reusch, S. Rhode, W. Richman, M. Riedel, B. Roberts, E. J. Robertson, S. Roellinghoff, G. Rongen, M. Rott, C. Ruhe, T. Ryckbosch, D. Cantu, D. Rysewyk Safa, I. Saffer, J. Herrera, S. E. Sanchez Sandrock, A. Sandroos, J. Santander, M. Sarkar, S. Sarkar, S. Satalecka, K. Scharf, M. Schaufel, M. Schieler, H. Schindler, S. Schlunder, P. Schmidt, T. Schneider, A. Schneider, J. Schröder, F. G. Schumacher, L. Schwefer, G. Sclafani, S. Seckel, D. Seunarine, S. Sharma, A. Shefali, S. Silva, M. Skrzypek, B. Smithers, B. Snihur, R. Soedingrekso, J. Soldin, D. Spannfellner, C. Spiczak, G. M. Spiering, C. Stachurska, J. Stamatikos, M. Stanev, T. Stein, R. Stettner, J. Steuer, A. Stezelberger, T. Stürwald, T. Stuttard, T. Sullivan, G. W. Taboada, I. Tenholt, F. Ter-Antonyan, S. Tilav, S. Tischbein, F. Tollefson, K. Tomankova, L. Tönnis, C. Toscano, S. Tosi, D. Trettin, A. Tselengidou, M. Tung, C. F. Turcati, A. Turcotte, R. Turley, C. F. Twagirayezu, J. P. Ty, B. Elorrieta, M. A. Unland Valtonen-Mattila, N. Vandenbroucke, J. van Eijndhoven, N. Vannerom, D. van Santen, J. Verpoest, S. Vraeghe, M. Walck, C. Watson, T. B. Weaver, C. Weigel, P. Weindl, A. Weiss, M. J. Weldert, J. Wendt, C. Werthebach, J. Weyrauch, M. Whitehorn, N. Wiebusch, C. H. Williams, D. R. Wolf, M. Woschnagg, K. Wrede, G. Wulff, J. Xu, X. W. Xu, Y. Yanez, J. P. Yoshida, S. Yu, S. Yuan, T. Zhang, Z. |
author_facet |
IceCube Collaboration Abbasi, R. Ackermann, M. Adams, J. Aguilar, J. A. Ahlers, M. Ahrens, M. Alispach, C. Alves, A. A. Amin, N. M. An, R. Andeen, K. Anderson, T. Anton, G. Argüelles, C. Ashida, Y. Axani, S. Bai, X. V., A. Balagopal Barbano, A. Barwick, S. W. Bastian, B. Basu, V. Baur, S. Bay, R. Beatty, J. J. Becker, K. -H. Tjus, J. Becker Bellenghi, C. BenZvi, S. Berley, D. Bernardini, E. Besson, D. Z. Binder, G. Bindig, D. Blaufuss, E. Blot, S. Boddenberg, M. Bontempo, F. Borowka, J. Böser, S. Botner, O. Böttcher, J. Bourbeau, E. Bradascio, F. Braun, J. Bron, S. Brostean-Kaiser, J. Browne, S. Burgman, A. Burley, R. T. Busse, R. S. Campana, M. A. Carnie-Bronca, E. G. Chen, C. Chirkin, D. Choi, K. Clark, B. A. Clark, K. Classen, L. Coleman, A. Collin, G. H. Conrad, J. M. Coppin, P. Correa, P. Cowen, D. F. Cross, R. Dappen, C. Dave, P. De Clercq, C. DeLaunay, J. J. Dembinski, H. Deoskar, K. De Ridder, S. Desai, A. Desiati, P. de Vries, K. D. de Wasseige, G. de With, M. DeYoung, T. Dharani, S. Diaz, A. Díaz-Vélez, J. C. Dittmer, M. Dujmovic, H. Dunkman, M. DuVernois, M. A. Dvorak, E. Ehrhardt, T. Eller, P. Engel, R. Erpenbeck, H. Evans, J. Evenson, P. A. Fan, K. L. Fazely, A. R. Fiedlschuster, S. Fienberg, A. T. Filimonov, K. Finley, C. Fischer, L. Fox, D. Franckowiak, A. Friedman, E. Fritz, A. Fürst, P. Gaisser, T. K. Gallagher, J. Ganster, E. Garcia, A. Garrappa, S. Gerhardt, L. Ghadimi, A. Glaser, C. Glauch, T. Glüsenkamp, T. Goldschmidt, A. Gonzalez, J. G. Goswami, S. Grant, D. Grégoire, T. Griswold, S. Gündüz, M. Günther, C. Haack, C. Hallgren, A. Halliday, R. Halve, L. Halzen, F. Minh, M. Ha Hanson, K. Hardin, J. Harnisch, A. A. Haungs, A. Hauser, S. Hebecker, D. Helbing, K. Henningsen, F. Hettinger, E. C. Hickford, S. Hignight, J. Hill, C. Hill, G. C. Hoffman, K. D. Hoffmann, R. Hoinka, T. Hokanson-Fasig, B. Hoshina, K. Huang, F. Huber, M. Huber, T. Hultqvist, K. Hünnefeld, M. Hussain, R. In, S. Iovine, N. Ishihara, A. Jansson, M. Japaridze, G. S. Jeong, M. Jones, B. J. P. Kang, D. Kang, W. Kang, X. Kappes, A. Kappesser, D. Karg, T. Karl, M. Karle, A. Katz, U. Kauer, M. Kellermann, M. Kelley, J. L. Kheirandish, A. Kin, K. Kintscher, T. Kiryluk, J. Klein, S. R. Koirala, R. Kolanoski, H. Kontrimas, T. Köpke, L. Kopper, C. Kopper, S. Koskinen, D. J. Koundal, P. Kovacevich, M. Kowalski, M. Kozynets, T. Kun, E. Kurahashi, N. Lad, N. Gualda, C. Lagunas Lanfranchi, J. L. Larson, M. J. Lauber, F. Lazar, J. P. Lee, J. W. Leonard, K. Leszczyńska, A. Li, Y. Lincetto, M. Liu, Q. R. Liubarska, M. Lohfink, E. Mariscal, C. J. Lozano Lu, L. Lucarelli, F. Ludwig, A. Luszczak, W. Lyu, Y. Ma, W. Y. Madsen, J. Mahn, K. B. M. Makino, Y. Mancina, S. Mari{ş}, I. C. Maruyama, R. Mase, K. McElroy, T. McNally, F. Mead, J. V. Meagher, K. Medina, A. Meier, M. Meighen-Berger, S. Micallef, J. Mockler, D. Montaruli, T. Moore, R. W. Morse, R. Moulai, M. Naab, R. Nagai, R. Naumann, U. Necker, J. Nguy{\~{ê}}n, L. V. Niederhausen, H. Nisa, M. U. Nowicki, S. C. Nygren, D. R. Pollmann, A. Obertacke Oehler, M. Olivas, A. O'Sullivan, E. Pandya, H. Pankova, D. V. Park, N. Parker, G. K. Paudel, E. N. Paul, L. Heros, C. Pérez de los Peters, L. Peterson, J. Philippen, S. Pieloth, D. Pieper, S. Pittermann, M. Pizzuto, A. Plum, M. Popovych, Y. Porcelli, A. Rodriguez, M. Prado Price, P. B. Pries, B. Przybylski, G. T. Raab, C. Raissi, A. Rameez, M. Rawlins, K. Rea, I. C. Rehman, A. Reichherzer, P. Reimann, R. Renzi, G. Resconi, E. Reusch, S. Rhode, W. Richman, M. Riedel, B. Roberts, E. J. Robertson, S. Roellinghoff, G. Rongen, M. Rott, C. Ruhe, T. Ryckbosch, D. Cantu, D. Rysewyk Safa, I. Saffer, J. Herrera, S. E. Sanchez Sandrock, A. Sandroos, J. Santander, M. Sarkar, S. Sarkar, S. Satalecka, K. Scharf, M. Schaufel, M. Schieler, H. Schindler, S. Schlunder, P. Schmidt, T. Schneider, A. Schneider, J. Schröder, F. G. Schumacher, L. Schwefer, G. Sclafani, S. Seckel, D. Seunarine, S. Sharma, A. Shefali, S. Silva, M. Skrzypek, B. Smithers, B. Snihur, R. Soedingrekso, J. Soldin, D. Spannfellner, C. Spiczak, G. M. Spiering, C. Stachurska, J. Stamatikos, M. Stanev, T. Stein, R. Stettner, J. Steuer, A. Stezelberger, T. Stürwald, T. Stuttard, T. Sullivan, G. W. Taboada, I. Tenholt, F. Ter-Antonyan, S. Tilav, S. Tischbein, F. Tollefson, K. Tomankova, L. Tönnis, C. Toscano, S. Tosi, D. Trettin, A. Tselengidou, M. Tung, C. F. Turcati, A. Turcotte, R. Turley, C. F. Twagirayezu, J. P. Ty, B. Elorrieta, M. A. Unland Valtonen-Mattila, N. Vandenbroucke, J. van Eijndhoven, N. Vannerom, D. van Santen, J. Verpoest, S. Vraeghe, M. Walck, C. Watson, T. B. Weaver, C. Weigel, P. Weindl, A. Weiss, M. J. Weldert, J. Wendt, C. Werthebach, J. Weyrauch, M. Whitehorn, N. Wiebusch, C. H. Williams, D. R. Wolf, M. Woschnagg, K. Wrede, G. Wulff, J. Xu, X. W. Xu, Y. Yanez, J. P. Yoshida, S. Yu, S. Yuan, T. Zhang, Z. |
author_sort |
IceCube Collaboration |
title |
Search for High-Energy Neutrinos from Ultra-Luminous Infrared Galaxies with IceCube |
title_short |
Search for High-Energy Neutrinos from Ultra-Luminous Infrared Galaxies with IceCube |
title_full |
Search for High-Energy Neutrinos from Ultra-Luminous Infrared Galaxies with IceCube |
title_fullStr |
Search for High-Energy Neutrinos from Ultra-Luminous Infrared Galaxies with IceCube |
title_full_unstemmed |
Search for High-Energy Neutrinos from Ultra-Luminous Infrared Galaxies with IceCube |
title_sort |
search for high-energy neutrinos from ultra-luminous infrared galaxies with icecube |
publisher |
arXiv |
publishDate |
2021 |
url |
https://dx.doi.org/10.48550/arxiv.2107.03149 https://arxiv.org/abs/2107.03149 |
geographic |
South Pole |
geographic_facet |
South Pole |
genre |
South pole |
genre_facet |
South pole |
op_relation |
https://dx.doi.org/10.3847/1538-4357/ac3cb6 |
op_rights |
Creative Commons Attribution 4.0 International https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/legalcode cc-by-4.0 |
op_rightsnorm |
CC-BY |
op_doi |
https://doi.org/10.48550/arxiv.2107.03149 https://doi.org/10.3847/1538-4357/ac3cb6 |
_version_ |
1766202151377305600 |
spelling |
ftdatacite:10.48550/arxiv.2107.03149 2023-05-15T18:22:44+02:00 Search for High-Energy Neutrinos from Ultra-Luminous Infrared Galaxies with IceCube IceCube Collaboration Abbasi, R. Ackermann, M. Adams, J. Aguilar, J. A. Ahlers, M. Ahrens, M. Alispach, C. Alves, A. A. Amin, N. M. An, R. Andeen, K. Anderson, T. Anton, G. Argüelles, C. Ashida, Y. Axani, S. Bai, X. V., A. Balagopal Barbano, A. Barwick, S. W. Bastian, B. Basu, V. Baur, S. Bay, R. Beatty, J. J. Becker, K. -H. Tjus, J. Becker Bellenghi, C. BenZvi, S. Berley, D. Bernardini, E. Besson, D. Z. Binder, G. Bindig, D. Blaufuss, E. Blot, S. Boddenberg, M. Bontempo, F. Borowka, J. Böser, S. Botner, O. Böttcher, J. Bourbeau, E. Bradascio, F. Braun, J. Bron, S. Brostean-Kaiser, J. Browne, S. Burgman, A. Burley, R. T. Busse, R. S. Campana, M. A. Carnie-Bronca, E. G. Chen, C. Chirkin, D. Choi, K. Clark, B. A. Clark, K. Classen, L. Coleman, A. Collin, G. H. Conrad, J. M. Coppin, P. Correa, P. Cowen, D. F. Cross, R. Dappen, C. Dave, P. De Clercq, C. DeLaunay, J. J. Dembinski, H. Deoskar, K. De Ridder, S. Desai, A. Desiati, P. de Vries, K. D. de Wasseige, G. de With, M. DeYoung, T. Dharani, S. Diaz, A. Díaz-Vélez, J. C. Dittmer, M. Dujmovic, H. Dunkman, M. DuVernois, M. A. Dvorak, E. Ehrhardt, T. Eller, P. Engel, R. Erpenbeck, H. Evans, J. Evenson, P. A. Fan, K. L. Fazely, A. R. Fiedlschuster, S. Fienberg, A. T. Filimonov, K. Finley, C. Fischer, L. Fox, D. Franckowiak, A. Friedman, E. Fritz, A. Fürst, P. Gaisser, T. K. Gallagher, J. Ganster, E. Garcia, A. Garrappa, S. Gerhardt, L. Ghadimi, A. Glaser, C. Glauch, T. Glüsenkamp, T. Goldschmidt, A. Gonzalez, J. G. Goswami, S. Grant, D. Grégoire, T. Griswold, S. Gündüz, M. Günther, C. Haack, C. Hallgren, A. Halliday, R. Halve, L. Halzen, F. Minh, M. Ha Hanson, K. Hardin, J. Harnisch, A. A. Haungs, A. Hauser, S. Hebecker, D. Helbing, K. Henningsen, F. Hettinger, E. C. Hickford, S. Hignight, J. Hill, C. Hill, G. C. Hoffman, K. D. Hoffmann, R. Hoinka, T. Hokanson-Fasig, B. Hoshina, K. Huang, F. Huber, M. Huber, T. Hultqvist, K. Hünnefeld, M. Hussain, R. In, S. Iovine, N. Ishihara, A. Jansson, M. Japaridze, G. S. Jeong, M. Jones, B. J. P. Kang, D. Kang, W. Kang, X. Kappes, A. Kappesser, D. Karg, T. Karl, M. Karle, A. Katz, U. Kauer, M. Kellermann, M. Kelley, J. L. Kheirandish, A. Kin, K. Kintscher, T. Kiryluk, J. Klein, S. R. Koirala, R. Kolanoski, H. Kontrimas, T. Köpke, L. Kopper, C. Kopper, S. Koskinen, D. J. Koundal, P. Kovacevich, M. Kowalski, M. Kozynets, T. Kun, E. Kurahashi, N. Lad, N. Gualda, C. Lagunas Lanfranchi, J. L. Larson, M. J. Lauber, F. Lazar, J. P. Lee, J. W. Leonard, K. Leszczyńska, A. Li, Y. Lincetto, M. Liu, Q. R. Liubarska, M. Lohfink, E. Mariscal, C. J. Lozano Lu, L. Lucarelli, F. Ludwig, A. Luszczak, W. Lyu, Y. Ma, W. Y. Madsen, J. Mahn, K. B. M. Makino, Y. Mancina, S. Mari{ş}, I. C. Maruyama, R. Mase, K. McElroy, T. McNally, F. Mead, J. V. Meagher, K. Medina, A. Meier, M. Meighen-Berger, S. Micallef, J. Mockler, D. Montaruli, T. Moore, R. W. Morse, R. Moulai, M. Naab, R. Nagai, R. Naumann, U. Necker, J. Nguy{\~{ê}}n, L. V. Niederhausen, H. Nisa, M. U. Nowicki, S. C. Nygren, D. R. Pollmann, A. Obertacke Oehler, M. Olivas, A. O'Sullivan, E. Pandya, H. Pankova, D. V. Park, N. Parker, G. K. Paudel, E. N. Paul, L. Heros, C. Pérez de los Peters, L. Peterson, J. Philippen, S. Pieloth, D. Pieper, S. Pittermann, M. Pizzuto, A. Plum, M. Popovych, Y. Porcelli, A. Rodriguez, M. Prado Price, P. B. Pries, B. Przybylski, G. T. Raab, C. Raissi, A. Rameez, M. Rawlins, K. Rea, I. C. Rehman, A. Reichherzer, P. Reimann, R. Renzi, G. Resconi, E. Reusch, S. Rhode, W. Richman, M. Riedel, B. Roberts, E. J. Robertson, S. Roellinghoff, G. Rongen, M. Rott, C. Ruhe, T. Ryckbosch, D. Cantu, D. Rysewyk Safa, I. Saffer, J. Herrera, S. E. Sanchez Sandrock, A. Sandroos, J. Santander, M. Sarkar, S. Sarkar, S. Satalecka, K. Scharf, M. Schaufel, M. Schieler, H. Schindler, S. Schlunder, P. Schmidt, T. Schneider, A. Schneider, J. Schröder, F. G. Schumacher, L. Schwefer, G. Sclafani, S. Seckel, D. Seunarine, S. Sharma, A. Shefali, S. Silva, M. Skrzypek, B. Smithers, B. Snihur, R. Soedingrekso, J. Soldin, D. Spannfellner, C. Spiczak, G. M. Spiering, C. Stachurska, J. Stamatikos, M. Stanev, T. Stein, R. Stettner, J. Steuer, A. Stezelberger, T. Stürwald, T. Stuttard, T. Sullivan, G. W. Taboada, I. Tenholt, F. Ter-Antonyan, S. Tilav, S. Tischbein, F. Tollefson, K. Tomankova, L. Tönnis, C. Toscano, S. Tosi, D. Trettin, A. Tselengidou, M. Tung, C. F. Turcati, A. Turcotte, R. Turley, C. F. Twagirayezu, J. P. Ty, B. Elorrieta, M. A. Unland Valtonen-Mattila, N. Vandenbroucke, J. van Eijndhoven, N. Vannerom, D. van Santen, J. Verpoest, S. Vraeghe, M. Walck, C. Watson, T. B. Weaver, C. Weigel, P. Weindl, A. Weiss, M. J. Weldert, J. Wendt, C. Werthebach, J. Weyrauch, M. Whitehorn, N. Wiebusch, C. H. Williams, D. R. Wolf, M. Woschnagg, K. Wrede, G. Wulff, J. Xu, X. W. Xu, Y. Yanez, J. P. Yoshida, S. Yu, S. Yuan, T. Zhang, Z. 2021 https://dx.doi.org/10.48550/arxiv.2107.03149 https://arxiv.org/abs/2107.03149 unknown arXiv https://dx.doi.org/10.3847/1538-4357/ac3cb6 Creative Commons Attribution 4.0 International https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/legalcode cc-by-4.0 CC-BY High Energy Astrophysical Phenomena astro-ph.HE FOS Physical sciences article-journal Article ScholarlyArticle Text 2021 ftdatacite https://doi.org/10.48550/arxiv.2107.03149 https://doi.org/10.3847/1538-4357/ac3cb6 2022-04-01T17:28:31Z Ultra-luminous infrared galaxies (ULIRGs) have infrared luminosities $L_{\mathrm{IR}} \geq 10^{12} L_{\odot}$, making them the most luminous objects in the infrared sky. These dusty objects are generally powered by starbursts with star-formation rates that exceed $100~ M_{\odot}~ \mathrm{yr}^{-1}$, possibly combined with a contribution from an active galactic nucleus. Such environments make ULIRGs plausible sources of astrophysical high-energy neutrinos, which can be observed by the IceCube Neutrino Observatory at the South Pole. We present a stacking search for high-energy neutrinos from a representative sample of 75 ULIRGs with redshift $z \leq 0.13$ using 7.5 years of IceCube data. The results are consistent with a background-only observation, yielding upper limits on the neutrino flux from these 75 ULIRGs. For an unbroken $E^{-2.5}$ power-law spectrum, we report an upper limit on the stacked flux $Φ_{ν_μ+ \barν_μ}^{90\%} = 3.24 \times 10^{-14}~ \mathrm{TeV^{-1}~ cm^{-2}~ s^{-1}}~ (E/10~ \mathrm{TeV})^{-2.5}$ at 90% confidence level. In addition, we constrain the contribution of the ULIRG source population to the observed diffuse astrophysical neutrino flux as well as model predictions. : Accepted for publication in ApJ. 18 pages, 5 figures, 3 tables Text South pole DataCite Metadata Store (German National Library of Science and Technology) South Pole |