Search for High-energy Neutrino Emission from Galactic X-Ray Binaries with IceCube

We present the first comprehensive search for high-energy neutrino emission from high- A nd low-mass X-ray binaries conducted by IceCube. Galactic X-ray binaries are long-standing candidates for the source of Galactic hadronic cosmic rays and neutrinos. The compact object in these systems can be the...

Full description

Bibliographic Details
Published in:The Astrophysical Journal Letters
Main Authors: R. Abbasi, M. Ackermann, J. Adams, J. A. Aguilar, M. Ahlers, M. Ahrens, J. M. Alameddine, A. A. Alves Jr., N. M. Amin, K. Andeen, T. Anderson, G. Anton, C. Argüelles, Y. Ashida, S. Axani, X. Bai, A. Balagopal V., S. W. Barwick, B. Bastian, V. Basu, S. Baur, R. Bay, J. J. Beatty, K. -H. Becker, J. Becker Tjus, J. Beise, C. Bellenghi, S. Benda, S. BenZvi, D. Berley, E. Bernardini, D. Z. Besson, G. Binder, D. Bindig, E. Blaufuss, S. Blot, M. Boddenberg, F. Bontempo, J. Borowka, S. Böser, O. Botner, J. Böttcher, E. Bourbeau, F. Bradascio, J. Braun, B. Brinson, S. Bron, J. Brostean-Kaiser, S. Browne, A. Burgman, R. T. Burley, R. S. Busse, M. A. Campana, E. G. Carnie-Bronca, C. Chen, Z. Chen, D. Chirkin, K. Choi, B. A. Clark, K. Clark, L. Classen, A. Coleman, G. H. Collin, J. M. Conrad, P. Coppin, P. Correa, D. F. Cowen, R. Cross, C. Dappen, P. Dave, C. De Clercq, J. J. DeLaunay, D. Delgado López, H. Dembinski, K. Deoskar, A. Desai, P. Desiati, K. D. de Vries, G. de Wasseige, M. de With, T. DeYoung, A. Diaz, J. C. Díaz-Vélez, M. Dittmer, H. Dujmovic, M. Dunkman, M. A. DuVernois, T. Ehrhardt, P. Eller, R. Engel, H. Erpenbeck, J. Evans, P. A. Evenson, K. L. Fan, A. R. Fazely, A. Fedynitch, N. Feigl, S. Fiedlschuster, A. T. Fienberg, C. Finley, L. Fischer, D. Fox, A. Franckowiak, E. Friedman, A. Fritz, P. Fürst, T. K. Gaisser, J. Gallagher, E. Ganster, A. Garcia, S. Garrappa, L. Gerhardt, A. Ghadimi, C. Glaser, T. Glauch, T. Glüsenkamp, J. G. Gonzalez, S. Goswami, D. Grant, T. Grégoire, S. Griswold, C. Günther, P. Gutjahr, C. Haack, A. Hallgren, R. Halliday, L. Halve, F. Halzen, M. Ha Minh, K. Hanson, J. Hardin, A. A. Harnisch, A. Haungs, D. Hebecker, K. Helbing, F. Henningsen, E. C. Hettinger, S. Hickford, J. Hignight, C. Hill, G. C. Hill, K. D. Hoffman, R. Hoffmann, K. Hoshina, F. Huang, M. Huber, T. Huber, K. Hultqvist, M. Hünnefeld, R. Hussain, K. Hymon, S. In, N. Iovine, A. Ishihara, M. Jansson, G. S. Japaridze, M. Jeong, M. Jin, B. J. P. Jones, D. Kang, W. Kang, X. Kang, A. Kappes, D. Kappesser, L. Kardum, T. Karg, M. Karl, A. Karle, U. Katz, M. Kauer, M. Kellermann, J. L. Kelley, A. Kheirandish, K. Kin, T. Kintscher, J. Kiryluk, S. R. Klein, A. Kochocki, R. Koirala, H. Kolanoski, T. Kontrimas, L. Köpke, C. Kopper, S. Kopper, D. J. Koskinen, P. Koundal, M. Kovacevich, M. Kowalski, T. Kozynets, E. Krupczak, E. Kun, N. Kurahashi, N. Lad, C. Lagunas Gualda, J. L. Lanfranchi, M. J. Larson, F. Lauber, J. P. Lazar, J. W. Lee, K. Leonard, A. Leszczyńska, Y. Li, M. Lincetto, Q. R. Liu, M. Liubarska, E. Lohfink, C. J. Lozano Mariscal, L. Lu, F. Lucarelli, A. Ludwig, W. Luszczak, Y. Lyu, W. Y. Ma, J. Madsen, K. B. M. Mahn, Y. Makino, S. Mancina, I. C. Mariş, I. Martinez-Soler, R. Maruyama, S. McCarthy, T. McElroy, F. McNally, J. V. Mead, K. Meagher, S. Mechbal, A. Medina, M. Meier, S. Meighen-Berger, J. Micallef, D. Mockler, T. Montaruli, R. W. Moore, R. Morse, M. Moulai, R. Naab, R. Nagai, U. Naumann, J. Necker, L. V. Nguyen, H. Niederhausen, M. U. Nisa, S. C. Nowicki, A. Obertacke Pollmann, M. Oehler, B. Oeyen, A. Olivas, E. O'Sullivan, H. Pandya, D. V. Pankova, N. Park, G. K. Parker, E. N. Paudel, L. Paul, C. Pérez de los Heros, L. Peters, J. Peterson, S. Philippen, S. Pieper, M. Pittermann, A. Pizzuto, M. Plum, Y. Popovych, A. Porcelli, M. Prado Rodriguez, B. Pries, G. T. Przybylski, C. Raab, J. Rack-Helleis, A. Raissi, M. Rameez, K. Rawlins, I. C. Rea, Z. Rechav, A. Rehman, P. Reichherzer, R. Reimann, G. Renzi, E. Resconi, S. Reusch, W. Rhode, M. Richman, B. Riedel, E. J. Roberts, S. Robertson, G. Roellinghoff, M. Rongen, C. Rott, T. Ruhe, D. Ryckbosch, D. Rysewyk Cantu, I. Safa, J. Saffer, S. E. Sanchez Herrera, A. Sandrock, M. Santander, S. Sarkar, K. Satalecka, M. Schaufel, H. Schieler, S. Schindler, T. Schmidt, A. Schneider, J. Schneider, F. G. Schröder, L. Schumacher, G. Schwefer, S. Sclafani, D. Seckel, S. Seunarine, A. Sharma, S. Shefali, N. Shimizu, M. Silva, B. Skrzypek, B. Smithers, R. Snihur, J. Soedingrekso, D. Soldin, C. Spannfellner, G. M. Spiczak, C. Spiering, J. Stachurska, M. Stamatikos, T. Stanev, R. Stein, J. Stettner, T. Stezelberger, T. Stürwald, T. Stuttard, G. W. Sullivan, I. Taboada, S. Ter-Antonyan, J. Thwaites, S. Tilav, F. Tischbein, K. Tollefson, C. Tönnis, S. Toscano, D. Tosi, A. Trettin, M. Tselengidou, C. F. Tung, A. Turcati, R. Turcotte, C. F. Turley, J. P. Twagirayezu, B. Ty, M. A. Unland Elorrieta, N. Valtonen-Mattila, J. Vandenbroucke, N. van Eijndhoven, D. Vannerom, J. van Santen, J. Veitch-Michaelis, S. Verpoest, C. Walck, W. Wang, T. B. Watson, C. Weaver, P. Weigel, A. Weindl, M. J. Weiss, J. Weldert, C. Wendt, J. Werthebach, M. Weyrauch, N. Whitehorn, C. H. Wiebusch, N. Willey, D. R. Williams, M. Wolf, G. Wrede, J. Wulff, X. W. Xu, J. P. Yanez, E. Yildizci, S. Yoshida, S. Yu, T. Yuan, Z. Zhang, P. Zhelnin
Other Authors: Abbasi, R., Ackermann, M., Adams, J., Aguilar, J. A., Ahlers, M., Ahrens, M., Alameddine, J. M., A. Alves Jr., A., Amin, N. M., Andeen, K., Anderson, T., Anton, G., Argüelles, C., Ashida, Y., Axani, S., Bai, X., Balagopal V., A., Barwick, S. W., Bastian, B., Basu, V., Baur, S., Bay, R., Beatty, J. J., Becker, K. -H., Becker Tjus, J., Beise, J., Bellenghi, C., Benda, S., 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., Brinson, B., Bron, S., Brostean-Kaiser, J., Browne, S., Burgman, A.
Format: Article in Journal/Newspaper
Language:English
Published: American Astronomical Society 2022
Subjects:
Online Access:http://hdl.handle.net/11577/3455430
https://doi.org/10.3847/2041-8213/ac67d8
id ftunivpadovairis:oai:www.research.unipd.it:11577/3455430
record_format openpolar
institution Open Polar
collection Padua Research Archive (IRIS - Università degli Studi di Padova)
op_collection_id ftunivpadovairis
language English
description We present the first comprehensive search for high-energy neutrino emission from high- A nd low-mass X-ray binaries conducted by IceCube. Galactic X-ray binaries are long-standing candidates for the source of Galactic hadronic cosmic rays and neutrinos. The compact object in these systems can be the site of cosmic-ray acceleration, and neutrinos can be produced by interactions of cosmic rays with radiation or gas, in the jet of a microquasar, in the stellar wind, or in the atmosphere of the companion star. We study X-ray binaries using 7.5 yr of IceCube data with three separate analyses. In the first, we search for periodic neutrino emission from 55 binaries in the Northern Sky with known orbital periods. In the second, the X-ray light curves of 102 binaries across the entire sky are used as templates to search for time-dependent neutrino emission. Finally, we search for time-integrated emission of neutrinos for a list of 4 notable binaries identified as microquasars. In the absence of a significant excess, we place upper limits on the neutrino flux for each hypothesis and compare our results with theoretical predictions for several binaries. In addition, we evaluate the sensitivity of the next generation neutrino telescope at the South Pole, IceCube-Gen2, and demonstrate its power to identify potential neutrino emission from these binary sources in the Galaxy.
author2 Abbasi, R.
Ackermann, M.
Adams, J.
Aguilar, J. A.
Ahlers, M.
Ahrens, M.
Alameddine, J. M.
A. Alves Jr., A.
Amin, N. M.
Andeen, K.
Anderson, T.
Anton, G.
Argüelles, C.
Ashida, Y.
Axani, S.
Bai, X.
Balagopal V., A.
Barwick, S. W.
Bastian, B.
Basu, V.
Baur, S.
Bay, R.
Beatty, J. J.
Becker, K. -H.
Becker Tjus, J.
Beise, J.
Bellenghi, C.
Benda, S.
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.
Brinson, B.
Bron, S.
Brostean-Kaiser, J.
Browne, S.
Burgman, A.
format Article in Journal/Newspaper
author R. Abbasi
M. Ackermann
J. Adams
J. A. Aguilar
M. Ahlers
M. Ahrens
J. M. Alameddine
A. A. Alves Jr.
N. M. Amin
K. Andeen
T. Anderson
G. Anton
C. Argüelles
Y. Ashida
S. Axani
X. Bai
A. Balagopal V.
S. W. Barwick
B. Bastian
V. Basu
S. Baur
R. Bay
J. J. Beatty
K. -H. Becker
J. Becker Tjus
J. Beise
C. Bellenghi
S. Benda
S. BenZvi
D. Berley
E. Bernardini
D. Z. Besson
G. Binder
D. Bindig
E. Blaufuss
S. Blot
M. Boddenberg
F. Bontempo
J. Borowka
S. Böser
O. Botner
J. Böttcher
E. Bourbeau
F. Bradascio
J. Braun
B. Brinson
S. Bron
J. Brostean-Kaiser
S. Browne
A. Burgman
R. T. Burley
R. S. Busse
M. A. Campana
E. G. Carnie-Bronca
C. Chen
Z. Chen
D. Chirkin
K. Choi
B. A. Clark
K. Clark
L. Classen
A. Coleman
G. H. Collin
J. M. Conrad
P. Coppin
P. Correa
D. F. Cowen
R. Cross
C. Dappen
P. Dave
C. De Clercq
J. J. DeLaunay
D. Delgado López
H. Dembinski
K. Deoskar
A. Desai
P. Desiati
K. D. de Vries
G. de Wasseige
M. de With
T. DeYoung
A. Diaz
J. C. Díaz-Vélez
M. Dittmer
H. Dujmovic
M. Dunkman
M. A. DuVernois
T. Ehrhardt
P. Eller
R. Engel
H. Erpenbeck
J. Evans
P. A. Evenson
K. L. Fan
A. R. Fazely
A. Fedynitch
N. Feigl
S. Fiedlschuster
A. T. Fienberg
C. Finley
L. Fischer
D. Fox
A. Franckowiak
E. Friedman
A. Fritz
P. Fürst
T. K. Gaisser
J. Gallagher
E. Ganster
A. Garcia
S. Garrappa
L. Gerhardt
A. Ghadimi
C. Glaser
T. Glauch
T. Glüsenkamp
J. G. Gonzalez
S. Goswami
D. Grant
T. Grégoire
S. Griswold
C. Günther
P. Gutjahr
C. Haack
A. Hallgren
R. Halliday
L. Halve
F. Halzen
M. Ha Minh
K. Hanson
J. Hardin
A. A. Harnisch
A. Haungs
D. Hebecker
K. Helbing
F. Henningsen
E. C. Hettinger
S. Hickford
J. Hignight
C. Hill
G. C. Hill
K. D. Hoffman
R. Hoffmann
K. Hoshina
F. Huang
M. Huber
T. Huber
K. Hultqvist
M. Hünnefeld
R. Hussain
K. Hymon
S. In
N. Iovine
A. Ishihara
M. Jansson
G. S. Japaridze
M. Jeong
M. Jin
B. J. P. Jones
D. Kang
W. Kang
X. Kang
A. Kappes
D. Kappesser
L. Kardum
T. Karg
M. Karl
A. Karle
U. Katz
M. Kauer
M. Kellermann
J. L. Kelley
A. Kheirandish
K. Kin
T. Kintscher
J. Kiryluk
S. R. Klein
A. Kochocki
R. Koirala
H. Kolanoski
T. Kontrimas
L. Köpke
C. Kopper
S. Kopper
D. J. Koskinen
P. Koundal
M. Kovacevich
M. Kowalski
T. Kozynets
E. Krupczak
E. Kun
N. Kurahashi
N. Lad
C. Lagunas Gualda
J. L. Lanfranchi
M. J. Larson
F. Lauber
J. P. Lazar
J. W. Lee
K. Leonard
A. Leszczyńska
Y. Li
M. Lincetto
Q. R. Liu
M. Liubarska
E. Lohfink
C. J. Lozano Mariscal
L. Lu
F. Lucarelli
A. Ludwig
W. Luszczak
Y. Lyu
W. Y. Ma
J. Madsen
K. B. M. Mahn
Y. Makino
S. Mancina
I. C. Mariş
I. Martinez-Soler
R. Maruyama
S. McCarthy
T. McElroy
F. McNally
J. V. Mead
K. Meagher
S. Mechbal
A. Medina
M. Meier
S. Meighen-Berger
J. Micallef
D. Mockler
T. Montaruli
R. W. Moore
R. Morse
M. Moulai
R. Naab
R. Nagai
U. Naumann
J. Necker
L. V. Nguyen
H. Niederhausen
M. U. Nisa
S. C. Nowicki
A. Obertacke Pollmann
M. Oehler
B. Oeyen
A. Olivas
E. O'Sullivan
H. Pandya
D. V. Pankova
N. Park
G. K. Parker
E. N. Paudel
L. Paul
C. Pérez de los Heros
L. Peters
J. Peterson
S. Philippen
S. Pieper
M. Pittermann
A. Pizzuto
M. Plum
Y. Popovych
A. Porcelli
M. Prado Rodriguez
B. Pries
G. T. Przybylski
C. Raab
J. Rack-Helleis
A. Raissi
M. Rameez
K. Rawlins
I. C. Rea
Z. Rechav
A. Rehman
P. Reichherzer
R. Reimann
G. Renzi
E. Resconi
S. Reusch
W. Rhode
M. Richman
B. Riedel
E. J. Roberts
S. Robertson
G. Roellinghoff
M. Rongen
C. Rott
T. Ruhe
D. Ryckbosch
D. Rysewyk Cantu
I. Safa
J. Saffer
S. E. Sanchez Herrera
A. Sandrock
M. Santander
S. Sarkar
K. Satalecka
M. Schaufel
H. Schieler
S. Schindler
T. Schmidt
A. Schneider
J. Schneider
F. G. Schröder
L. Schumacher
G. Schwefer
S. Sclafani
D. Seckel
S. Seunarine
A. Sharma
S. Shefali
N. Shimizu
M. Silva
B. Skrzypek
B. Smithers
R. Snihur
J. Soedingrekso
D. Soldin
C. Spannfellner
G. M. Spiczak
C. Spiering
J. Stachurska
M. Stamatikos
T. Stanev
R. Stein
J. Stettner
T. Stezelberger
T. Stürwald
T. Stuttard
G. W. Sullivan
I. Taboada
S. Ter-Antonyan
J. Thwaites
S. Tilav
F. Tischbein
K. Tollefson
C. Tönnis
S. Toscano
D. Tosi
A. Trettin
M. Tselengidou
C. F. Tung
A. Turcati
R. Turcotte
C. F. Turley
J. P. Twagirayezu
B. Ty
M. A. Unland Elorrieta
N. Valtonen-Mattila
J. Vandenbroucke
N. van Eijndhoven
D. Vannerom
J. van Santen
J. Veitch-Michaelis
S. Verpoest
C. Walck
W. Wang
T. B. Watson
C. Weaver
P. Weigel
A. Weindl
M. J. Weiss
J. Weldert
C. Wendt
J. Werthebach
M. Weyrauch
N. Whitehorn
C. H. Wiebusch
N. Willey
D. R. Williams
M. Wolf
G. Wrede
J. Wulff
X. W. Xu
J. P. Yanez
E. Yildizci
S. Yoshida
S. Yu
T. Yuan
Z. Zhang
P. Zhelnin
spellingShingle R. Abbasi
M. Ackermann
J. Adams
J. A. Aguilar
M. Ahlers
M. Ahrens
J. M. Alameddine
A. A. Alves Jr.
N. M. Amin
K. Andeen
T. Anderson
G. Anton
C. Argüelles
Y. Ashida
S. Axani
X. Bai
A. Balagopal V.
S. W. Barwick
B. Bastian
V. Basu
S. Baur
R. Bay
J. J. Beatty
K. -H. Becker
J. Becker Tjus
J. Beise
C. Bellenghi
S. Benda
S. BenZvi
D. Berley
E. Bernardini
D. Z. Besson
G. Binder
D. Bindig
E. Blaufuss
S. Blot
M. Boddenberg
F. Bontempo
J. Borowka
S. Böser
O. Botner
J. Böttcher
E. Bourbeau
F. Bradascio
J. Braun
B. Brinson
S. Bron
J. Brostean-Kaiser
S. Browne
A. Burgman
R. T. Burley
R. S. Busse
M. A. Campana
E. G. Carnie-Bronca
C. Chen
Z. Chen
D. Chirkin
K. Choi
B. A. Clark
K. Clark
L. Classen
A. Coleman
G. H. Collin
J. M. Conrad
P. Coppin
P. Correa
D. F. Cowen
R. Cross
C. Dappen
P. Dave
C. De Clercq
J. J. DeLaunay
D. Delgado López
H. Dembinski
K. Deoskar
A. Desai
P. Desiati
K. D. de Vries
G. de Wasseige
M. de With
T. DeYoung
A. Diaz
J. C. Díaz-Vélez
M. Dittmer
H. Dujmovic
M. Dunkman
M. A. DuVernois
T. Ehrhardt
P. Eller
R. Engel
H. Erpenbeck
J. Evans
P. A. Evenson
K. L. Fan
A. R. Fazely
A. Fedynitch
N. Feigl
S. Fiedlschuster
A. T. Fienberg
C. Finley
L. Fischer
D. Fox
A. Franckowiak
E. Friedman
A. Fritz
P. Fürst
T. K. Gaisser
J. Gallagher
E. Ganster
A. Garcia
S. Garrappa
L. Gerhardt
A. Ghadimi
C. Glaser
T. Glauch
T. Glüsenkamp
J. G. Gonzalez
S. Goswami
D. Grant
T. Grégoire
S. Griswold
C. Günther
P. Gutjahr
C. Haack
A. Hallgren
R. Halliday
L. Halve
F. Halzen
M. Ha Minh
K. Hanson
J. Hardin
A. A. Harnisch
A. Haungs
D. Hebecker
K. Helbing
F. Henningsen
E. C. Hettinger
S. Hickford
J. Hignight
C. Hill
G. C. Hill
K. D. Hoffman
R. Hoffmann
K. Hoshina
F. Huang
M. Huber
T. Huber
K. Hultqvist
M. Hünnefeld
R. Hussain
K. Hymon
S. In
N. Iovine
A. Ishihara
M. Jansson
G. S. Japaridze
M. Jeong
M. Jin
B. J. P. Jones
D. Kang
W. Kang
X. Kang
A. Kappes
D. Kappesser
L. Kardum
T. Karg
M. Karl
A. Karle
U. Katz
M. Kauer
M. Kellermann
J. L. Kelley
A. Kheirandish
K. Kin
T. Kintscher
J. Kiryluk
S. R. Klein
A. Kochocki
R. Koirala
H. Kolanoski
T. Kontrimas
L. Köpke
C. Kopper
S. Kopper
D. J. Koskinen
P. Koundal
M. Kovacevich
M. Kowalski
T. Kozynets
E. Krupczak
E. Kun
N. Kurahashi
N. Lad
C. Lagunas Gualda
J. L. Lanfranchi
M. J. Larson
F. Lauber
J. P. Lazar
J. W. Lee
K. Leonard
A. Leszczyńska
Y. Li
M. Lincetto
Q. R. Liu
M. Liubarska
E. Lohfink
C. J. Lozano Mariscal
L. Lu
F. Lucarelli
A. Ludwig
W. Luszczak
Y. Lyu
W. Y. Ma
J. Madsen
K. B. M. Mahn
Y. Makino
S. Mancina
I. C. Mariş
I. Martinez-Soler
R. Maruyama
S. McCarthy
T. McElroy
F. McNally
J. V. Mead
K. Meagher
S. Mechbal
A. Medina
M. Meier
S. Meighen-Berger
J. Micallef
D. Mockler
T. Montaruli
R. W. Moore
R. Morse
M. Moulai
R. Naab
R. Nagai
U. Naumann
J. Necker
L. V. Nguyen
H. Niederhausen
M. U. Nisa
S. C. Nowicki
A. Obertacke Pollmann
M. Oehler
B. Oeyen
A. Olivas
E. O'Sullivan
H. Pandya
D. V. Pankova
N. Park
G. K. Parker
E. N. Paudel
L. Paul
C. Pérez de los Heros
L. Peters
J. Peterson
S. Philippen
S. Pieper
M. Pittermann
A. Pizzuto
M. Plum
Y. Popovych
A. Porcelli
M. Prado Rodriguez
B. Pries
G. T. Przybylski
C. Raab
J. Rack-Helleis
A. Raissi
M. Rameez
K. Rawlins
I. C. Rea
Z. Rechav
A. Rehman
P. Reichherzer
R. Reimann
G. Renzi
E. Resconi
S. Reusch
W. Rhode
M. Richman
B. Riedel
E. J. Roberts
S. Robertson
G. Roellinghoff
M. Rongen
C. Rott
T. Ruhe
D. Ryckbosch
D. Rysewyk Cantu
I. Safa
J. Saffer
S. E. Sanchez Herrera
A. Sandrock
M. Santander
S. Sarkar
K. Satalecka
M. Schaufel
H. Schieler
S. Schindler
T. Schmidt
A. Schneider
J. Schneider
F. G. Schröder
L. Schumacher
G. Schwefer
S. Sclafani
D. Seckel
S. Seunarine
A. Sharma
S. Shefali
N. Shimizu
M. Silva
B. Skrzypek
B. Smithers
R. Snihur
J. Soedingrekso
D. Soldin
C. Spannfellner
G. M. Spiczak
C. Spiering
J. Stachurska
M. Stamatikos
T. Stanev
R. Stein
J. Stettner
T. Stezelberger
T. Stürwald
T. Stuttard
G. W. Sullivan
I. Taboada
S. Ter-Antonyan
J. Thwaites
S. Tilav
F. Tischbein
K. Tollefson
C. Tönnis
S. Toscano
D. Tosi
A. Trettin
M. Tselengidou
C. F. Tung
A. Turcati
R. Turcotte
C. F. Turley
J. P. Twagirayezu
B. Ty
M. A. Unland Elorrieta
N. Valtonen-Mattila
J. Vandenbroucke
N. van Eijndhoven
D. Vannerom
J. van Santen
J. Veitch-Michaelis
S. Verpoest
C. Walck
W. Wang
T. B. Watson
C. Weaver
P. Weigel
A. Weindl
M. J. Weiss
J. Weldert
C. Wendt
J. Werthebach
M. Weyrauch
N. Whitehorn
C. H. Wiebusch
N. Willey
D. R. Williams
M. Wolf
G. Wrede
J. Wulff
X. W. Xu
J. P. Yanez
E. Yildizci
S. Yoshida
S. Yu
T. Yuan
Z. Zhang
P. Zhelnin
Search for High-energy Neutrino Emission from Galactic X-Ray Binaries with IceCube
author_facet R. Abbasi
M. Ackermann
J. Adams
J. A. Aguilar
M. Ahlers
M. Ahrens
J. M. Alameddine
A. A. Alves Jr.
N. M. Amin
K. Andeen
T. Anderson
G. Anton
C. Argüelles
Y. Ashida
S. Axani
X. Bai
A. Balagopal V.
S. W. Barwick
B. Bastian
V. Basu
S. Baur
R. Bay
J. J. Beatty
K. -H. Becker
J. Becker Tjus
J. Beise
C. Bellenghi
S. Benda
S. BenZvi
D. Berley
E. Bernardini
D. Z. Besson
G. Binder
D. Bindig
E. Blaufuss
S. Blot
M. Boddenberg
F. Bontempo
J. Borowka
S. Böser
O. Botner
J. Böttcher
E. Bourbeau
F. Bradascio
J. Braun
B. Brinson
S. Bron
J. Brostean-Kaiser
S. Browne
A. Burgman
R. T. Burley
R. S. Busse
M. A. Campana
E. G. Carnie-Bronca
C. Chen
Z. Chen
D. Chirkin
K. Choi
B. A. Clark
K. Clark
L. Classen
A. Coleman
G. H. Collin
J. M. Conrad
P. Coppin
P. Correa
D. F. Cowen
R. Cross
C. Dappen
P. Dave
C. De Clercq
J. J. DeLaunay
D. Delgado López
H. Dembinski
K. Deoskar
A. Desai
P. Desiati
K. D. de Vries
G. de Wasseige
M. de With
T. DeYoung
A. Diaz
J. C. Díaz-Vélez
M. Dittmer
H. Dujmovic
M. Dunkman
M. A. DuVernois
T. Ehrhardt
P. Eller
R. Engel
H. Erpenbeck
J. Evans
P. A. Evenson
K. L. Fan
A. R. Fazely
A. Fedynitch
N. Feigl
S. Fiedlschuster
A. T. Fienberg
C. Finley
L. Fischer
D. Fox
A. Franckowiak
E. Friedman
A. Fritz
P. Fürst
T. K. Gaisser
J. Gallagher
E. Ganster
A. Garcia
S. Garrappa
L. Gerhardt
A. Ghadimi
C. Glaser
T. Glauch
T. Glüsenkamp
J. G. Gonzalez
S. Goswami
D. Grant
T. Grégoire
S. Griswold
C. Günther
P. Gutjahr
C. Haack
A. Hallgren
R. Halliday
L. Halve
F. Halzen
M. Ha Minh
K. Hanson
J. Hardin
A. A. Harnisch
A. Haungs
D. Hebecker
K. Helbing
F. Henningsen
E. C. Hettinger
S. Hickford
J. Hignight
C. Hill
G. C. Hill
K. D. Hoffman
R. Hoffmann
K. Hoshina
F. Huang
M. Huber
T. Huber
K. Hultqvist
M. Hünnefeld
R. Hussain
K. Hymon
S. In
N. Iovine
A. Ishihara
M. Jansson
G. S. Japaridze
M. Jeong
M. Jin
B. J. P. Jones
D. Kang
W. Kang
X. Kang
A. Kappes
D. Kappesser
L. Kardum
T. Karg
M. Karl
A. Karle
U. Katz
M. Kauer
M. Kellermann
J. L. Kelley
A. Kheirandish
K. Kin
T. Kintscher
J. Kiryluk
S. R. Klein
A. Kochocki
R. Koirala
H. Kolanoski
T. Kontrimas
L. Köpke
C. Kopper
S. Kopper
D. J. Koskinen
P. Koundal
M. Kovacevich
M. Kowalski
T. Kozynets
E. Krupczak
E. Kun
N. Kurahashi
N. Lad
C. Lagunas Gualda
J. L. Lanfranchi
M. J. Larson
F. Lauber
J. P. Lazar
J. W. Lee
K. Leonard
A. Leszczyńska
Y. Li
M. Lincetto
Q. R. Liu
M. Liubarska
E. Lohfink
C. J. Lozano Mariscal
L. Lu
F. Lucarelli
A. Ludwig
W. Luszczak
Y. Lyu
W. Y. Ma
J. Madsen
K. B. M. Mahn
Y. Makino
S. Mancina
I. C. Mariş
I. Martinez-Soler
R. Maruyama
S. McCarthy
T. McElroy
F. McNally
J. V. Mead
K. Meagher
S. Mechbal
A. Medina
M. Meier
S. Meighen-Berger
J. Micallef
D. Mockler
T. Montaruli
R. W. Moore
R. Morse
M. Moulai
R. Naab
R. Nagai
U. Naumann
J. Necker
L. V. Nguyen
H. Niederhausen
M. U. Nisa
S. C. Nowicki
A. Obertacke Pollmann
M. Oehler
B. Oeyen
A. Olivas
E. O'Sullivan
H. Pandya
D. V. Pankova
N. Park
G. K. Parker
E. N. Paudel
L. Paul
C. Pérez de los Heros
L. Peters
J. Peterson
S. Philippen
S. Pieper
M. Pittermann
A. Pizzuto
M. Plum
Y. Popovych
A. Porcelli
M. Prado Rodriguez
B. Pries
G. T. Przybylski
C. Raab
J. Rack-Helleis
A. Raissi
M. Rameez
K. Rawlins
I. C. Rea
Z. Rechav
A. Rehman
P. Reichherzer
R. Reimann
G. Renzi
E. Resconi
S. Reusch
W. Rhode
M. Richman
B. Riedel
E. J. Roberts
S. Robertson
G. Roellinghoff
M. Rongen
C. Rott
T. Ruhe
D. Ryckbosch
D. Rysewyk Cantu
I. Safa
J. Saffer
S. E. Sanchez Herrera
A. Sandrock
M. Santander
S. Sarkar
K. Satalecka
M. Schaufel
H. Schieler
S. Schindler
T. Schmidt
A. Schneider
J. Schneider
F. G. Schröder
L. Schumacher
G. Schwefer
S. Sclafani
D. Seckel
S. Seunarine
A. Sharma
S. Shefali
N. Shimizu
M. Silva
B. Skrzypek
B. Smithers
R. Snihur
J. Soedingrekso
D. Soldin
C. Spannfellner
G. M. Spiczak
C. Spiering
J. Stachurska
M. Stamatikos
T. Stanev
R. Stein
J. Stettner
T. Stezelberger
T. Stürwald
T. Stuttard
G. W. Sullivan
I. Taboada
S. Ter-Antonyan
J. Thwaites
S. Tilav
F. Tischbein
K. Tollefson
C. Tönnis
S. Toscano
D. Tosi
A. Trettin
M. Tselengidou
C. F. Tung
A. Turcati
R. Turcotte
C. F. Turley
J. P. Twagirayezu
B. Ty
M. A. Unland Elorrieta
N. Valtonen-Mattila
J. Vandenbroucke
N. van Eijndhoven
D. Vannerom
J. van Santen
J. Veitch-Michaelis
S. Verpoest
C. Walck
W. Wang
T. B. Watson
C. Weaver
P. Weigel
A. Weindl
M. J. Weiss
J. Weldert
C. Wendt
J. Werthebach
M. Weyrauch
N. Whitehorn
C. H. Wiebusch
N. Willey
D. R. Williams
M. Wolf
G. Wrede
J. Wulff
X. W. Xu
J. P. Yanez
E. Yildizci
S. Yoshida
S. Yu
T. Yuan
Z. Zhang
P. Zhelnin
author_sort R. Abbasi
title Search for High-energy Neutrino Emission from Galactic X-Ray Binaries with IceCube
title_short Search for High-energy Neutrino Emission from Galactic X-Ray Binaries with IceCube
title_full Search for High-energy Neutrino Emission from Galactic X-Ray Binaries with IceCube
title_fullStr Search for High-energy Neutrino Emission from Galactic X-Ray Binaries with IceCube
title_full_unstemmed Search for High-energy Neutrino Emission from Galactic X-Ray Binaries with IceCube
title_sort search for high-energy neutrino emission from galactic x-ray binaries with icecube
publisher American Astronomical Society
publishDate 2022
url http://hdl.handle.net/11577/3455430
https://doi.org/10.3847/2041-8213/ac67d8
geographic South Pole
geographic_facet South Pole
genre South pole
genre_facet South pole
op_relation info:eu-repo/semantics/altIdentifier/wos/WOS:000797659600001
volume:930
issue:2
journal:THE ASTROPHYSICAL JOURNAL LETTERS
http://hdl.handle.net/11577/3455430
doi:10.3847/2041-8213/ac67d8
info:eu-repo/semantics/altIdentifier/scopus/2-s2.0-85130741906
op_doi https://doi.org/10.3847/2041-8213/ac67d8
container_title The Astrophysical Journal Letters
container_volume 930
container_issue 2
container_start_page L24
_version_ 1790608244019822592
spelling ftunivpadovairis:oai:www.research.unipd.it:11577/3455430 2024-02-11T10:08:42+01:00 Search for High-energy Neutrino Emission from Galactic X-Ray Binaries with IceCube R. Abbasi M. Ackermann J. Adams J. A. Aguilar M. Ahlers M. Ahrens J. M. Alameddine A. A. Alves Jr. N. M. Amin K. Andeen T. Anderson G. Anton C. Argüelles Y. Ashida S. Axani X. Bai A. Balagopal V. S. W. Barwick B. Bastian V. Basu S. Baur R. Bay J. J. Beatty K. -H. Becker J. Becker Tjus J. Beise C. Bellenghi S. Benda S. BenZvi D. Berley E. Bernardini D. Z. Besson G. Binder D. Bindig E. Blaufuss S. Blot M. Boddenberg F. Bontempo J. Borowka S. Böser O. Botner J. Böttcher E. Bourbeau F. Bradascio J. Braun B. Brinson S. Bron J. Brostean-Kaiser S. Browne A. Burgman R. T. Burley R. S. Busse M. A. Campana E. G. Carnie-Bronca C. Chen Z. Chen D. Chirkin K. Choi B. A. Clark K. Clark L. Classen A. Coleman G. H. Collin J. M. Conrad P. Coppin P. Correa D. F. Cowen R. Cross C. Dappen P. Dave C. De Clercq J. J. DeLaunay D. Delgado López H. Dembinski K. Deoskar A. Desai P. Desiati K. D. de Vries G. de Wasseige M. de With T. DeYoung A. Diaz J. C. Díaz-Vélez M. Dittmer H. Dujmovic M. Dunkman M. A. DuVernois T. Ehrhardt P. Eller R. Engel H. Erpenbeck J. Evans P. A. Evenson K. L. Fan A. R. Fazely A. Fedynitch N. Feigl S. Fiedlschuster A. T. Fienberg C. Finley L. Fischer D. Fox A. Franckowiak E. Friedman A. Fritz P. Fürst T. K. Gaisser J. Gallagher E. Ganster A. Garcia S. Garrappa L. Gerhardt A. Ghadimi C. Glaser T. Glauch T. Glüsenkamp J. G. Gonzalez S. Goswami D. Grant T. Grégoire S. Griswold C. Günther P. Gutjahr C. Haack A. Hallgren R. Halliday L. Halve F. Halzen M. Ha Minh K. Hanson J. Hardin A. A. Harnisch A. Haungs D. Hebecker K. Helbing F. Henningsen E. C. Hettinger S. Hickford J. Hignight C. Hill G. C. Hill K. D. Hoffman R. Hoffmann K. Hoshina F. Huang M. Huber T. Huber K. Hultqvist M. Hünnefeld R. Hussain K. Hymon S. In N. Iovine A. Ishihara M. Jansson G. S. Japaridze M. Jeong M. Jin B. J. P. Jones D. Kang W. Kang X. Kang A. Kappes D. Kappesser L. Kardum T. Karg M. Karl A. Karle U. Katz M. Kauer M. Kellermann J. L. Kelley A. Kheirandish K. Kin T. Kintscher J. Kiryluk S. R. Klein A. Kochocki R. Koirala H. Kolanoski T. Kontrimas L. Köpke C. Kopper S. Kopper D. J. Koskinen P. Koundal M. Kovacevich M. Kowalski T. Kozynets E. Krupczak E. Kun N. Kurahashi N. Lad C. Lagunas Gualda J. L. Lanfranchi M. J. Larson F. Lauber J. P. Lazar J. W. Lee K. Leonard A. Leszczyńska Y. Li M. Lincetto Q. R. Liu M. Liubarska E. Lohfink C. J. Lozano Mariscal L. Lu F. Lucarelli A. Ludwig W. Luszczak Y. Lyu W. Y. Ma J. Madsen K. B. M. Mahn Y. Makino S. Mancina I. C. Mariş I. Martinez-Soler R. Maruyama S. McCarthy T. McElroy F. McNally J. V. Mead K. Meagher S. Mechbal A. Medina M. Meier S. Meighen-Berger J. Micallef D. Mockler T. Montaruli R. W. Moore R. Morse M. Moulai R. Naab R. Nagai U. Naumann J. Necker L. V. Nguyen H. Niederhausen M. U. Nisa S. C. Nowicki A. Obertacke Pollmann M. Oehler B. Oeyen A. Olivas E. O'Sullivan H. Pandya D. V. Pankova N. Park G. K. Parker E. N. Paudel L. Paul C. Pérez de los Heros L. Peters J. Peterson S. Philippen S. Pieper M. Pittermann A. Pizzuto M. Plum Y. Popovych A. Porcelli M. Prado Rodriguez B. Pries G. T. Przybylski C. Raab J. Rack-Helleis A. Raissi M. Rameez K. Rawlins I. C. Rea Z. Rechav A. Rehman P. Reichherzer R. Reimann G. Renzi E. Resconi S. Reusch W. Rhode M. Richman B. Riedel E. J. Roberts S. Robertson G. Roellinghoff M. Rongen C. Rott T. Ruhe D. Ryckbosch D. Rysewyk Cantu I. Safa J. Saffer S. E. Sanchez Herrera A. Sandrock M. Santander S. Sarkar K. Satalecka M. Schaufel H. Schieler S. Schindler T. Schmidt A. Schneider J. Schneider F. G. Schröder L. Schumacher G. Schwefer S. Sclafani D. Seckel S. Seunarine A. Sharma S. Shefali N. Shimizu M. Silva B. Skrzypek B. Smithers R. Snihur J. Soedingrekso D. Soldin C. Spannfellner G. M. Spiczak C. Spiering J. Stachurska M. Stamatikos T. Stanev R. Stein J. Stettner T. Stezelberger T. Stürwald T. Stuttard G. W. Sullivan I. Taboada S. Ter-Antonyan J. Thwaites S. Tilav F. Tischbein K. Tollefson C. Tönnis S. Toscano D. Tosi A. Trettin M. Tselengidou C. F. Tung A. Turcati R. Turcotte C. F. Turley J. P. Twagirayezu B. Ty M. A. Unland Elorrieta N. Valtonen-Mattila J. Vandenbroucke N. van Eijndhoven D. Vannerom J. van Santen J. Veitch-Michaelis S. Verpoest C. Walck W. Wang T. B. Watson C. Weaver P. Weigel A. Weindl M. J. Weiss J. Weldert C. Wendt J. Werthebach M. Weyrauch N. Whitehorn C. H. Wiebusch N. Willey D. R. Williams M. Wolf G. Wrede J. Wulff X. W. Xu J. P. Yanez E. Yildizci S. Yoshida S. Yu T. Yuan Z. Zhang P. Zhelnin Abbasi, R. Ackermann, M. Adams, J. Aguilar, J. A. Ahlers, M. Ahrens, M. Alameddine, J. M. A. Alves Jr., A. Amin, N. M. Andeen, K. Anderson, T. Anton, G. Argüelles, C. Ashida, Y. Axani, S. Bai, X. Balagopal V., A. Barwick, S. W. Bastian, B. Basu, V. Baur, S. Bay, R. Beatty, J. J. Becker, K. -H. Becker Tjus, J. Beise, J. Bellenghi, C. Benda, S. 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. Brinson, B. Bron, S. Brostean-Kaiser, J. Browne, S. Burgman, A. 2022 http://hdl.handle.net/11577/3455430 https://doi.org/10.3847/2041-8213/ac67d8 eng eng American Astronomical Society info:eu-repo/semantics/altIdentifier/wos/WOS:000797659600001 volume:930 issue:2 journal:THE ASTROPHYSICAL JOURNAL LETTERS http://hdl.handle.net/11577/3455430 doi:10.3847/2041-8213/ac67d8 info:eu-repo/semantics/altIdentifier/scopus/2-s2.0-85130741906 info:eu-repo/semantics/article 2022 ftunivpadovairis https://doi.org/10.3847/2041-8213/ac67d8 2024-01-24T17:54:15Z We present the first comprehensive search for high-energy neutrino emission from high- A nd low-mass X-ray binaries conducted by IceCube. Galactic X-ray binaries are long-standing candidates for the source of Galactic hadronic cosmic rays and neutrinos. The compact object in these systems can be the site of cosmic-ray acceleration, and neutrinos can be produced by interactions of cosmic rays with radiation or gas, in the jet of a microquasar, in the stellar wind, or in the atmosphere of the companion star. We study X-ray binaries using 7.5 yr of IceCube data with three separate analyses. In the first, we search for periodic neutrino emission from 55 binaries in the Northern Sky with known orbital periods. In the second, the X-ray light curves of 102 binaries across the entire sky are used as templates to search for time-dependent neutrino emission. Finally, we search for time-integrated emission of neutrinos for a list of 4 notable binaries identified as microquasars. In the absence of a significant excess, we place upper limits on the neutrino flux for each hypothesis and compare our results with theoretical predictions for several binaries. In addition, we evaluate the sensitivity of the next generation neutrino telescope at the South Pole, IceCube-Gen2, and demonstrate its power to identify potential neutrino emission from these binary sources in the Galaxy. Article in Journal/Newspaper South pole Padua Research Archive (IRIS - Università degli Studi di Padova) South Pole The Astrophysical Journal Letters 930 2 L24