Abstract
The majority of astrophysical neutrinos have undetermined origins. The IceCube Neutrino Observatory has observed astrophysical neutrinos but has not yet identified their sources. Blazars are promising source candidates, but previous searches for neutrino emission from populations of blazars detected in ≳ GeV gamma rays have not observed any significant neutrino excess. Recent findings in multimessenger astronomy indicate that high-energy photons, coproduced with high-energy neutrinos, are likely to be absorbed and reemitted at lower energies. Thus, lower-energy photons may be better indicators of TeV-PeV neutrino production. This paper presents the first time-integrated stacking search for astrophysical neutrino emission from MeV-detected blazars in the first Fermi Large Area Telescope low energy (1FLE) catalog using ten years of IceCube muon-neutrino data. The results of this analysis are found to be consistent with a background-only hypothesis. Assuming an E-2 neutrino spectrum and proportionality between the blazars MeV gamma-ray fluxes and TeV-PeV neutrino flux, the upper limit on the 1FLE blazar energy-scaled neutrino flux is determined to be 1.64 × 10-12 TeV cm-2 s-1 at 90% confidence level. This upper limit is approximately 1% of IceCube's diffuse muon-neutrino flux measurement.
| Original language | English |
|---|---|
| Article number | 38 |
| Journal | Astrophysical Journal |
| Volume | 938 |
| Issue number | 1 |
| DOIs | |
| State | Published - 1 Oct 2022 |
Keywords
- Cosmic ray sources
- High energy astrophysics
- Particle astrophysics
Fingerprint
Dive into the research topics of 'Search for Astrophysical Neutrinos from 1FLE Blazars with IceCube'. Together they form a unique fingerprint.Cite this
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In: Astrophysical Journal, Vol. 938, No. 1, 38, 01.10.2022.
Research output: Contribution to journal › Article › peer-review
TY - JOUR
T1 - Search for Astrophysical Neutrinos from 1FLE Blazars with IceCube
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N1 - Publisher Copyright: © 2022. The Author(s). Published by the American Astronomical Society.
PY - 2022/10/1
Y1 - 2022/10/1
N2 - The majority of astrophysical neutrinos have undetermined origins. The IceCube Neutrino Observatory has observed astrophysical neutrinos but has not yet identified their sources. Blazars are promising source candidates, but previous searches for neutrino emission from populations of blazars detected in ≳ GeV gamma rays have not observed any significant neutrino excess. Recent findings in multimessenger astronomy indicate that high-energy photons, coproduced with high-energy neutrinos, are likely to be absorbed and reemitted at lower energies. Thus, lower-energy photons may be better indicators of TeV-PeV neutrino production. This paper presents the first time-integrated stacking search for astrophysical neutrino emission from MeV-detected blazars in the first Fermi Large Area Telescope low energy (1FLE) catalog using ten years of IceCube muon-neutrino data. The results of this analysis are found to be consistent with a background-only hypothesis. Assuming an E-2 neutrino spectrum and proportionality between the blazars MeV gamma-ray fluxes and TeV-PeV neutrino flux, the upper limit on the 1FLE blazar energy-scaled neutrino flux is determined to be 1.64 × 10-12 TeV cm-2 s-1 at 90% confidence level. This upper limit is approximately 1% of IceCube's diffuse muon-neutrino flux measurement.
AB - The majority of astrophysical neutrinos have undetermined origins. The IceCube Neutrino Observatory has observed astrophysical neutrinos but has not yet identified their sources. Blazars are promising source candidates, but previous searches for neutrino emission from populations of blazars detected in ≳ GeV gamma rays have not observed any significant neutrino excess. Recent findings in multimessenger astronomy indicate that high-energy photons, coproduced with high-energy neutrinos, are likely to be absorbed and reemitted at lower energies. Thus, lower-energy photons may be better indicators of TeV-PeV neutrino production. This paper presents the first time-integrated stacking search for astrophysical neutrino emission from MeV-detected blazars in the first Fermi Large Area Telescope low energy (1FLE) catalog using ten years of IceCube muon-neutrino data. The results of this analysis are found to be consistent with a background-only hypothesis. Assuming an E-2 neutrino spectrum and proportionality between the blazars MeV gamma-ray fluxes and TeV-PeV neutrino flux, the upper limit on the 1FLE blazar energy-scaled neutrino flux is determined to be 1.64 × 10-12 TeV cm-2 s-1 at 90% confidence level. This upper limit is approximately 1% of IceCube's diffuse muon-neutrino flux measurement.
KW - Cosmic ray sources
KW - High energy astrophysics
KW - Particle astrophysics
UR - http://www.scopus.com/inward/record.url?scp=85150274852&partnerID=8YFLogxK
U2 - 10.3847/1538-4357/ac8de4
DO - 10.3847/1538-4357/ac8de4
M3 - Article
AN - SCOPUS:85150274852
SN - 0004-637X
VL - 938
JO - Astrophysical Journal
JF - Astrophysical Journal
IS - 1
M1 - 38
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