Abstract
Ultraluminous infrared galaxies (ULIRGs) have infrared luminosities L IR ≥ 1012 L ⊙, 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 ⊙ 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 ≤ 0.13 using 7.5 yr 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 φνμ+ν¯μ90%=3.24×10-14TeV-1cm-2s-1(E/10TeV)-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.
| Original language | English |
|---|---|
| Article number | 59 |
| Journal | Astrophysical Journal |
| Volume | 926 |
| Issue number | 1 |
| DOIs | |
| State | Published - Feb 1 2022 |
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Dive into the research topics of 'Search for High-energy Neutrinos from Ultraluminous Infrared Galaxies with IceCube'. Together they form a unique fingerprint.Cite this
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In: Astrophysical Journal, Vol. 926, No. 1, 59, 01.02.2022.
Research output: Contribution to journal › Article › peer-review
TY - JOUR
T1 - Search for High-energy Neutrinos from Ultraluminous Infrared Galaxies with IceCube
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N1 - Publisher Copyright: © 2022. The Author(s). Published by the American Astronomical Society.
PY - 2022/2/1
Y1 - 2022/2/1
N2 - Ultraluminous infrared galaxies (ULIRGs) have infrared luminosities L IR ≥ 1012 L ⊙, 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 ⊙ 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 ≤ 0.13 using 7.5 yr 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 φνμ+ν¯μ90%=3.24×10-14TeV-1cm-2s-1(E/10TeV)-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.
AB - Ultraluminous infrared galaxies (ULIRGs) have infrared luminosities L IR ≥ 1012 L ⊙, 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 ⊙ 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 ≤ 0.13 using 7.5 yr 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 φνμ+ν¯μ90%=3.24×10-14TeV-1cm-2s-1(E/10TeV)-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.
UR - https://www.scopus.com/pages/publications/85125859942
U2 - 10.3847/1538-4357/ac3cb6
DO - 10.3847/1538-4357/ac3cb6
M3 - Article
SN - 0004-637X
VL - 926
JO - Astrophysical Journal
JF - Astrophysical Journal
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