Search for sub-TeV Neutrino Emission from Novae with IceCube-DeepCore

Abbasi, R.; Hill, G. C.; Koirala, R.; Schneider, J.; Bourbeau, E.; Sandrock, A.; Conrad, J. M.; Spannfellner, C.; Huber, T.; Procter-Murphy, R.; Przybylski, G. T.; Oehler, M.; Snihur, R.; Pankova, D. V.; Seunarine, S.; Moore, R. W.; Rawlins, K.; Jin, M.; Hymon, K.; Amin, N. M.; Anderson, T.; Weyrauch, M.; Haack, C.; Marka, Z.; Ahlers, M.; Montaruli, T.; Schröder, F. G.; Naumann, U.; Kin, K.; Vannerom, D.; Thwaites, J.; Ruohan, L.; Ruhe, T.; Diaz, A.; Kozynets, T.; Burley, R. T.; Makino, Y.; Lyu, Y.; Mockler, D.; Ryckbosch, D.; Lincetto, M.; Robertson, S.; Rhode, W.; Katz, U.; Unland Elorrieta, M. A.; Niederhausen, H.; Beise, J.; Kiryluk, J.; Schindler, S.; Jansson, M.; Griswold, S.; Morse, R.; Santander, M.; Alameddine, J. M.; Wolf, M.; Koundal, P.; Borowka, J.; Sarkar, S.; Soedingrekso, J.; Becker, K.-H.; Twagirayezu, J. P.; Roberts, E. J.; Alves, Jr. A. A.; Jeong, M.; Brostean-Kaiser, Jannes; Dappen, C.; Yildizci, E.; Krupczak, E.; Binder, G.; Ehrhardt, T.; Collin, G. H.; Gutjahr, P.; Ma, W. Y.; Pieper, S.; Japaridze, G. S.; Grégoire, T.; Parker, G. K.; Madsen, J.; Kumar, A.; Merckx, Y.; Carnie-Bronca, E. G.; Lazar, J. P.; Tilav, S.; Sainte, W. Marie; In, S.; Book, J. Y.; Raab, C.; Lucarelli, F.; Wulff, J.; Pries, B.; Resconi, E.; Wendt, C.; Veitch-Michaelis, J.; Balagopal, V. A.; Kelley, J. L.; Lohfink, E.; Ganster, E.; Dittmer, M.; Baricevic, M.; Pandya, H.; Bontempo, F.; Nowicki, S. C.; Micallef, J.; Engel, R.; Nayerhoda, A.; Hickford, S.; Silva, M.; Trettin, Alexander; Bay, R.; Glüsenkamp, T.; Stamatikos, M.; Aguilar, J. A.; Kardum, L.; Shimizu, N.; Santen, Jakob van; Halzen, F.; Desiati, P.; Andeen, K.; Schumacher, L.; Kolanoski, H.; Luszczak, W.; McNally, F.; Hünnefeld, M.; Reichherzer, P.; Adams, J.; Sclafani, S.; Garrappa, S.; Mayhew, F.; Ha Minh, M.; Schlüter, B.; Medina, A.; Stezelberger, T.; Deoskar, K.; Maruyama, R.; Gualda, C. Lagunas; Rehman, A.; Søgaard, A.; Grant, D.; Chirkin, D.; Thompson, W. G.; Riedel, B.; Argüelles, C.; Morii, Y.; Kappesser, D.; Kappes, A.; Necker, J.; Rodriguez, M. Prado; Köpke, L.; Upshaw, K.; Hatch, P.; Karg, T.; Kopper, C.; Fischer, Leander; Taboada, I.; Smithers, B.; Campana, M. A.; Klein, S. R.; Hidvegi, A.; Mukherjee, T.; Kurahashi, N.; Karle, A.; Ludwig, A.; Schaufel, M.; Lamoureux, M.; Savelberg, J.; Fienberg, A. T.; Peterson, J.; Fedynitch, A.; Bernardini, E.; Kang, X.; DeLaunay, J. J.; Shefali, S.; Glauch, T.; Berley, D.; Gallagher, J.; Bai, X.; Liu, Q. R.; Wiebusch, C. H.; Hardin, J.; Roellinghoff, G.; Ter-Antonyan, S.; Rack-Helleis, J.; Athanasiadou, Sofia; Leonard DeHolton, K.; Correa, P.; Lu, L.; Karl, M.; de Vries, K. D.; Fox, D.; Stanev, T.; Kang, W.; Rechav, Z.; Olivas, A.; Dave, P.; Zhelnin, P.; IceCube Collaboration; Skrzypek, B.; Wrede, G.; Hellrung, J.; Harnisch, A. A.; Lee, J. W.; Herrera, S. E. Sanchez; Lauber, F.; Gerhardt, L.; Reusch, S.; Meier, M.; Salazar-Gallegos, D.; Haungs, A.; Yu, S.; Mechbal, S.; Braun, J.; Goswami, S.; Clark, B. A.; Eller, P.; Safa, I.; Paul, L.; BenZvi, S.; Ty, B.; DeYoung, T.; Blot, Summer; Sullivan, G. W.; Sharma, A.; Orsoe, R.; Griffin, S.; de Wasseige, G.; Goehlke, N.; Hussain, R.; Garcia, A.; Botner, O.; Becker Tjus, J.; Hanson, K.; Savina, P.; Athanasiadou, S.; Xu, X. W.; Halve, L.; Meneguolo, C. Boscolo; Nisa, M. U.; Cantu, D. Rysewyk; Erpenbeck, H.; Marka, S.; Hultqvist, K.; Stein, Robert; Williams, D. R.; Stuttard, T.; Evenson, P. A.; Pizzuto, A.; Hoshina, K.; Kowalski, M.; Fürst, P.; van Eijndhoven, N.; Böttcher, J.; Anton, G.; Feigl, N.; Chen, Z.; Rott, C.; Zhang, Z.; Hou, W.; Watson, T. B.; Choi, S.; Connolly, A.; Axani, S. N.; Busse, R. S.; Barwick, S. W.; Mead, J. V.; Yuan, T.; Rongen, M.; Kovacevich, M.; Günther, C.; Aggarwal, N.; Martinez-Soler, I.; Soldin, D.; Vandenbroucke, J.; Heuermann, L.; Ackermann, Markus; Nagai, R.; Fritz, A.; McElroy, T.; Yanez, J. P.; Gray, S. J.; Kun, E.; O'Sullivan, E.; Whitehorn, N.; Coppin, P.; Bellenghi, C.; Chen, C.; DuVernois, M. A.; Lad, Neha Navnitkumar; Richman, M.; Lozano Mariscal, C. J.; Oeyen, B.; Coleman, A.; Weaver, C.; Gaisser, T. K.; Weigel, P.; Neumann, M.; Meagher, K.; Veske, D.; Kang, D.; Turcotte, R.; Iovine, N.; Tung, C. F.; Cowen, D. F.; Renzi, G.; Werthebach, J.; Spiering, Christian; Mahn, K. B. M.; Friedman, E.; Schwefer, G.; Jones, B. J. P.; Philippen, S.; Halliday, R.; De Clercq, C.; Meighen-Berger, S.; Yoshida, S.; Hamdaoui, H.; Desai, A.; Hill, C.; Schmidt, T.; Vara, J.; Osborn, J.; Love, C.; Saffer, J.; Rodan, S.; Toscano, S.; Gonzalez, J. G.; Dembinski, H.; Naab, R.; Díaz-Vélez, J. C.; Fan, K. L.; Delgado López, D.; Koskinen, D. J.; Classen, L.; Finley, C.; Beatty, J. J.; Fazely, A. R.; Franckowiak, A.; Liubarska, M.; Ashida, Y.; Brinson, B.; Evans, J.; Spiczak, G. M.; Tönnis, C.; Popovych, Y.; Moulai, M.; Kheirandish, A.; Hallgren, A.; Tosi, D.; Mancina, S.; Blaufuss, E.; Henningsen, F.; Stürwald, T.; Paudel, E. N.; Countryman, S.; Böser, S.; Larson, M. J.; Merten, L.; Sampathkumar, P.; Kruiswijk, K.; Walck, C.; Bindig, D.; Valtonen-Mattila, N.; Tollefson, K.; Pollmann, A. Obertacke; Kochocki, A.; Kontrimas, T.; Hoffman, K. D.; Helbing, K.; Mariş, I. C.; Kauer, M.; de los Heros, C. Pérez; Basu, V.; Park, N.; Marsee, M.; Weldert, J.; Ghadimi, A.; Plum, M.; Glaser, C.; Willey, N.; Schieler, H.; Dujmovic, H.; Besson, D. Z.; Noell, A.; Leszczyńska, A.; Ishihara, A.; Seckel, D.; Weindl, A.; Fiedlschuster, S.; Verpoest, S.

Preprint

PUBDB-2023-00166

Search for sub-TeV Neutrino Emission from Novae with IceCube-DeepCore

Abbasi, R. ; Ackermann, M.DESY* ; Adams, J. ; Aggarwal, N. ; Aguilar, J. A. ; Ahlers, M. ; Alameddine, J. M. ; Alves, J. A. A. ; Amin, N. M. ; Andeen, K. ; Anderson, T. ; Anton, G. ; Argüelles, C. ; Ashida, Y. ; Athanasiadou, S.DESY* ; Axani, S. N. ; Bai, X. ; Balagopal, V. A. ; Baricevic, M. ; Barwick, S. W. ; Basu, V. ; Bay, R. ; Beatty, J. J. ; Becker, K.-H. ; Becker Tjus, J. ; Beise, J. ; Bellenghi, C. ; BenZvi, S. ; Berley, D. ; Bernardini, E.Extern* ; Besson, D. Z.Extern* ; Binder, G. ; Bindig, D. ; Blaufuss, E. ; Blot, S.DESY* ; Bontempo, F. ; Book, J. Y. ; Borowka, J. ; Meneguolo, C. B. ; Böser, S. ; Botner, O. ; Böttcher, J. ; Bourbeau, E. ; Braun, J. ; Brinson, B. ; Brostean-Kaiser, J.DESY* ; Burley, R. T. ; Busse, R. S. ; Campana, M. A. ; Carnie-Bronca, E. G. ; Chen, C. ; Chen, Z. ; Chirkin, D. ; Choi, S. ; Clark, B. A. ; Classen, L. ; Coleman, A. ; Collin, G. H. ; Connolly, A. ; Conrad, J. M. ; Coppin, P. ; Correa, P. ; Countryman, S. ; Cowen, D. F. ; Dappen, C. ; Dave, P. ; De Clercq, C. ; DeLaunay, J. J. ; Delgado López, D. ; Dembinski, H. ; Deoskar, K. ; Desai, A. ; Desiati, P. ; de Vries, K. D. ; de Wasseige, G. ; DeYoung, T. ; Diaz, A. ; Díaz-Vélez, J. C. ; Dittmer, M. ; Dujmovic, H. ; DuVernois, M. A. ; Ehrhardt, T. ; Eller, P. ; Engel, R. ; Erpenbeck, H. ; Evans, J. ; Evenson, P. A. ; Fan, K. L. ; Fazely, A. R. ; Fedynitch, A. ; Feigl, N. ; Fiedlschuster, S. ; Fienberg, A. T.Extern* ; Finley, C. ; Fischer, L.DESY* ; Fox, D. ; Franckowiak, A.Extern* ; Friedman, E. ; Fritz, A. ; Fürst, P. ; Gaisser, T. K. ; Gallagher, J. ; Ganster, E. ; Garcia, A. ; Garrappa, S. ; Gerhardt, L. ; Ghadimi, A. ; Glaser, C.Extern* ; Glauch, T. ; Glüsenkamp, T.DESY* ; Goehlke, N. ; Gonzalez, J. G. ; Goswami, S. ; Grant, D. ; Gray, S. J. ; Grégoire, T. ; Griffin, S. ; Griswold, S. ; Günther, C. ; Gutjahr, P. ; Haack, C. ; Hallgren, A. ; Halliday, R. ; Halve, L. ; Halzen, F. ; Hamdaoui, H. ; Ha Minh, M. ; Hanson, K. ; Hardin, J. ; Harnisch, A. A. ; Hatch, P. ; Haungs, A. ; Helbing, K. ; Hellrung, J. ; Henningsen, F. ; Heuermann, L. ; Hickford, S. ; Hidvegi, A. ; Hill, C. ; Hill, G. C. ; Hoffman, K. D. ; Hoshina, K. ; Hou, W. ; Huber, T. ; Hultqvist, K. ; Hünnefeld, M. ; Hussain, R. ; Hymon, K. ; In, S. ; Iovine, N. ; Ishihara, A. ; Jansson, M. ; Japaridze, G. S. ; Jeong, M. ; Jin, M. ; Jones, B. J. P. ; Kang, D. ; Kang, W. ; Kang, X. ; Kappes, A. ; Kappesser, D. ; Kardum, L. ; Karg, T.DESY* ; Karl, M. ; Karle, A. ; Katz, U. ; Kauer, M. ; Kelley, J. L. ; Kheirandish, A. ; Kin, K. ; Kiryluk, J. ; Klein, S. R. ; Kochocki, A. ; Koirala, R. ; Kolanoski, H.Extern* ; Kontrimas, T. ; Köpke, L. ; Kopper, C. ; Koskinen, D. J. ; Koundal, P. ; Kovacevich, M. ; Kowalski, M.DESY* ; Kozynets, T. ; Kruiswijk, K. ; Krupczak, E. ; Kumar, A. ; Kun, E. ; Kurahashi, N. ; Lad, N. N.DESY* ; Gualda, C. L. ; Lamoureux, M. ; Larson, M. J. ; Lauber, F. ; Lazar, J. P. ; Lee, J. W. ; Leonard DeHolton, K. ; Leszczyńska, A. ; Lincetto, M. ; Liu, Q. R. ; Liubarska, M. ; Lohfink, E. ; Love, C. ; Lozano Mariscal, C. J. ; Lu, L. ; Lucarelli, F. ; Ludwig, A. ; Luszczak, W. ; Lyu, Y. ; Ma, W. Y. ; Madsen, J. ; Mahn, K. B. M. ; Makino, Y. ; Mancina, S. ; Sainte, W. M. ; Mariş, I. C. ; Marka, S. ; Marka, Z. ; Marsee, M. ; Martinez-Soler, I. ; Maruyama, R. ; Mayhew, F. ; McElroy, T. ; McNally, F. ; Mead, J. V. ; Meagher, K. ; Mechbal, S. ; Medina, A. ; Meier, M. ; Meighen-Berger, S. ; Merckx, Y. ; Merten, L. ; Micallef, J. ; Mockler, D. ; Montaruli, T. ; Moore, R. W. ; Morii, Y. ; Morse, R. ; Moulai, M. ; Mukherjee, T. ; Naab, R. ; Nagai, R. ; Naumann, U. ; Nayerhoda, A. ; Necker, J. ; Neumann, M. ; Niederhausen, H. ; Nisa, M. U. ; Noell, A. ; Nowicki, S. C. ; Pollmann, A. O. ; Oehler, M. ; Oeyen, B. ; Olivas, A. ; Orsoe, R. ; Osborn, J. ; O'Sullivan, E. ; Pandya, H. ; Pankova, D. V. ; Park, N. ; Parker, G. K. ; Paudel, E. N. ; Paul, L. ; de los Heros, C. P. ; Peterson, J. ; Philippen, S. ; Pieper, S. ; Pizzuto, A. ; Plum, M. ; Popovych, Y. ; Rodriguez, M. P. ; Pries, B. ; Procter-Murphy, R. ; Przybylski, G. T. ; Raab, C. ; Rack-Helleis, J. ; Rawlins, K. ; Rechav, Z. ; Rehman, A. ; Reichherzer, P. ; Renzi, G. ; Resconi, E. ; Reusch, S. ; Rhode, W. ; Richman, M. ; Riedel, B. ; Roberts, E. J. ; Robertson, S. ; Rodan, S. ; Roellinghoff, G. ; Rongen, M. ; Rott, C. ; Ruhe, T.DESY* ; Ruohan, L. ; Ryckbosch, D. ; Cantu, D. R. ; Athanasiadou, S. ; Safa, I. ; Saffer, J. ; Salazar-Gallegos, D. ; Sampathkumar, P. ; Herrera, S. E. S. ; Sandrock, A. ; Santander, M. ; Sarkar, S. ; Sarkar, S. ; Savelberg, J. ; Savina, P. ; Schaufel, M. ; Schieler, H. ; Schindler, S. ; Schlüter, B. ; Schmidt, T. ; Schneider, J. ; Schröder, F. G. ; Schumacher, L. ; Schwefer, G. ; Sclafani, S. ; Seckel, D. ; Seunarine, S. ; Sharma, A. ; Shefali, S. ; Shimizu, N. ; Silva, M. ; Skrzypek, B. ; Smithers, B. ; Snihur, R. ; Soedingrekso, J. ; Søgaard, A. ; Soldin, D. ; Spannfellner, C. ; Spiczak, G. M. ; Spiering, C.DESY* ; Stamatikos, M. ; Stanev, T. ; Stein, R.DESY* ; Stezelberger, T. ; Stürwald, T. ; Stuttard, T. ; Sullivan, G. W. ; Taboada, I. ; Ter-Antonyan, S. ; Thompson, W. G. ; Thwaites, J. ; Tilav, S. ; Tollefson, K. ; Tönnis, C. ; Toscano, S. ; Tosi, D.Extern* ; Trettin, A.DESY* ; Tung, C. F. ; Turcotte, R. ; Twagirayezu, J. P. ; Ty, B. ; Unland Elorrieta, M. A. ; Upshaw, K. ; Valtonen-Mattila, N. ; Vandenbroucke, J. ; van Eijndhoven, N. ; Vannerom, D. ; Santen, J. v.DESY* ; Vara, J. ; Veitch-Michaelis, J. ; Verpoest, S. ; Veske, D. ; Walck, C. ; Watson, T. B. ; Weaver, C. ; Weigel, P.Extern* ; Weindl, A. ; Weldert, J. ; Wendt, C. ; Werthebach, J. ; Weyrauch, M. ; Whitehorn, N. ; Wiebusch, C. H. ; Willey, N. ; Williams, D. R. ; Wolf, M. ; Wrede, G. ; Wulff, J. ; Xu, X. W. ; Yanez, J. P. ; Yildizci, E. ; Yoshida, S. ; Yu, S. ; Yuan, T. ; Zhang, Z. ; Zhelnin, P. ; IceCube Collaboration (Collaboration Author)

2022

[10.3204/PUBDB-2023-00166]

This record in other databases:

Please use a persistent id in citations: doi:10.3204/PUBDB-2023-00166

Report No.: arXiv:2212.06810

Abstract: The understanding of novae, the thermonuclear eruptions on the surfaces of white dwarf stars in binaries, has recently undergone a major paradigm shift. Though the bolometric luminosity of novae was long thought to be solely attributed to runaway nuclear burning, recent GeV gamma-ray observations have supported the notion that a significant portion of the luminosity could come from radiative shocks. More recently, observations of novae have lent evidence that these shocks are acceleration sites for hadrons for at least some types of novae. In this scenario, a flux of neutrinos may accompany the observed gamma rays. As the gamma rays from most novae have only been observed up to a few GeV, novae have previously not been considered as targets for neutrino telescopes, which are most sensitive at and above TeV energies. Here, we present the first search for neutrinos from novae with energies between a few GeV and 10 TeV using IceCube-DeepCore, a densely instrumented region of the IceCube Neutrino Observatory with a reduced energy threshold. We search both for a correlation between gamma-ray and neutrino emission as well as between optical and neutrino emission from novae. We find no evidence for neutrino emission from the novae considered in this analysis and set upper limits for all gamma-ray detected novae.

Keyword(s): energy: threshold ; neutrino: flux ; white dwarf: surface ; neutrino: detector ; gamma ray ; GeV ; TeV ; acceleration ; binary ; observatory ; star ; site ; optical ; bolometer ; correlation ; IceCube ; nucleus ; hadron