Search for Galactic Core-collapse Supernovae in a Decade of Data Taken with the IceCube Neutrino Observatory

Abbasi, R.; Hill, G. C.; Koirala, R.; Schneider, J.; Bourbeau, E.; Shah, R.; Sandrock, A.; Conrad, J. M.; Spannfellner, C.; Huber, T.; Procter-Murphy, R.; Sommani, G.; Przybylski, G. T.; Oehler, M.; Snihur, R.; Seunarine, S.; Moore, R. W.; Rawlins, K.; Jin, M.; Hymon, K.; Amin, N. M.; Weyrauch, M.; Haack, C.; Marka, Z.; Thompson, W. G.; Ahlers, M.; Montaruli, T.; Schröder, F. G.; Naumann, U.; Necker, J.; Vannerom, D.; Thwaites, J.; Nakos, M.; Ruohan, L.; Ruhe, T.; Diaz, A.; Hori, S.; Burley, R. T.; Makino, Y.; Lyu, Y.; Ryckbosch, D.; Lincetto, M.; Robertson, S.; Rhode, W.; Katz, U.; Butterfield, D.; Unland Elorrieta, M. A.; Niederhausen, H.; Beise, J.; Kiryluk, J.; Soldin, P.; Schindler, S.; Jansson, M.; Griswold, S.; Morse, R.; Santander, M.; Domi, A.; Alameddine, J. M.; Agarwalla, S. K.; Wolf, M.; Koundal, P.; Sarkar, S.; Ackermann, M.; Soedingrekso, J.; Roberts, E. J.; Jeong, M.; Fazely, A. R.; Schlüter, F.; Mechbal, S.; van Santen, J.; Yildizci, E.; Krupczak, E.; Binder, G.; Ehrhardt, T.; Collin, G. H.; Vereecken, M.; Gutjahr, P.; Spiering, C.; O'Dell, V.; Japaridze, G. S.; Upadhyay, A. K.; Parker, G. K.; Madsen, J.; Kumar, A.; Merckx, Y.; Carnie-Bronca, E. G.; Lazar, J. P.; Tilav, S.; Sainte, W. Marie; In, S.; Deng, S.; Book, J. Y.; Spiczak, G. M.; Raab, C.; Lucarelli, F.; Pries, B.; Latseva, S.; Resconi, E.; Wendt, C.; Veitch-Michaelis, J.; Balagopal, V. A.; Kelley, J. L.; Lohfink, E.; Ganster, E.; Dittmer, M.; Krishnamoorthi, J.; Baricevic, M.; Pandya, H.; Bontempo, F.; Nowicki, S. C.; Micallef, J.; Engel, R.; Hickford, S.; Silva, M.; Bay, R.; Blot, S.; Stamatikos, M.; Aguilar, J. A.; Kardum, L.; Shimizu, N.; Halzen, F.; Bellenghi, C.; Andeen, K.; Schumacher, L.; Kolanoski, H.; Luszczak, W.; McNally, F.; Hünnefeld, M.; Reichherzer, P.; Adams, J.; Sclafani, S.; Ellinger, E.; Khatee Zathul, A.; Mayhew, F.; Ha Minh, M.; Schlüter, B.; Medina, A.; Stezelberger, T.; Deoskar, K.; Maruyama, R.; Wolf, A.; Rehman, A.; Søgaard, A.; Grant, D.; Chirkin, D.; Novikov, A.; Riedel, B.; Argüelles, C.; Morii, Y.; Kappesser, D.; Coppin, P.; Twagirayezu, J. P.; Rodriguez, M. Prado; Köpke, L.; Upshaw, K.; Hatch, P.; Gries, O.; Karg, T.; Kopper, C.; Taboada, I.; Smithers, B.; Campana, M. A.; Mitchell, J.; Klein, S. R.; Hidvegi, A.; Mukherjee, T.; Lad, N.; Kurahashi, N.; Karle, A.; Schaufel, M.; Lamoureux, M.; Groth, K. M.; Savelberg, J.; DeLaunay, J. J.; Chau, N.; Peterson, J.; Oeyen, B.; Bernardini, E.; Kang, X.; Shefali, S.; Glauch, T.; Berley, D.; Chattopadhyay, S.; Gallagher, J.; Bai, X.; Liu, Q. R.; Schmeisser, N.; Hardin, J.; Roellinghoff, G.; Ter-Antonyan, S.; Rack-Helleis, J.; Leonard DeHolton, K.; Young, R.; Correa, P.; Lu, L.; Karl, M.; Schlickmann, L.; de Vries, K. D.; Fox, D.; Mentawi, S. El; Kang, W.; Rechav, Z.; Olivas, A.; Dave, P.; Zhelnin, P.; IceCube Collaboration; Skrzypek, B.; Janik, O.; 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.; Boscolo Meneguolo, C.; Braun, J.; Goswami, S.; Kozynets, T.; Clark, B. A.; Stanev, T.; Eller, P.; Safa, I.; Paul, L.; BenZvi, S.; Ty, B.; DeYoung, T.; Sullivan, G. W.; Sharma, A.; Negi, A.; Orsoe, R.; Griffin, S.; de Wasseige, G.; Yu, F.; Goehlke, N.; Hussain, R.; Garcia, A.; Botner, O.; Wiebusch, C. H.; Becker Tjus, J.; Hanson, K.; Savina, P.; Athanasiadou, S.; Xu, X. W.; Halve, L.; Vijai, A.; Nisa, M. U.; Valtonen-Mattila, N.; Erpenbeck, H.; Marka, S.; Farrag, K.; Lagunas Gualda, C.; Hultqvist, K.; Fedynitch, A.; Williams, D. R.; Stuttard, T.; Evenson, P. A.; Schmidt, T.; 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.; Choi, S.; Connolly, A.; Axani, S. N.; Busse, R. S.; Barwick, S. W.; Mead, J. V.; Yuan, T.; Manao, E.; Rongen, M.; Kovacevich, M.; Günther, C.; Trettin, A.; Martinez-Soler, I.; Carloni, K.; Soldin, D.; Vandenbroucke, J.; Heuermann, L.; Nagai, R.; Fritz, A.; McElroy, T.; Yanez, J. P.; Gray, S. J.; Werthebach, J.; Kun, E.; O'Sullivan, E.; Whitehorn, N.; Kappes, A.; Desiati, P.; Chen, C.; DuVernois, M. A.; Lozano Mariscal, C. J.; Coleman, A.; Weaver, C.; Weigel, P.; Neumann, M.; Meagher, K.; Veske, D.; Kang, D.; Turcotte, R.; Heyer, N.; Tung, C. F.; Cowen, D. F.; Renzi, G.; Fischer, L.; Plum, M.; Mahn, K. B. M.; Schwefer, G.; Jones, B. J. P.; Philippen, S.; Halliday, R.; De Clercq, C.; Benning, C.; Hamdaoui, H.; Desai, A.; Hill, C.; Rifaie, A.; Vara, J.; Osborn, J.; Love, C.; Saffer, J.; Rodan, S.; Fang, K.; Toscano, S.; Gonzalez, J. G.; Yoshida, S.; Venugopal, M.; Naab, R.; Díaz-Vélez, J. C.; Fan, K. L.; Schieler, H.; Koskinen, D. J.; Classen, L.; Thiesmeyer, M.; Finley, C.; Beatty, J. J.; Franckowiak, A.; Liubarska, M.; Ashida, Y.; Brinson, B.; Evans, J.; Brostean-Kaiser, J.; Tönnis, C.; Popovych, Y.; Elsässer, D.; 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.; Jacquart, M.; Merten, L.; Sampathkumar, P.; Kruiswijk, K.; Walck, C.; Seikh, M.; Tollefson, K.; Pollmann, A. Obertacke; Ishihara, A.; 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.; Pontén, A.; Glaser, C.; Willey, N.; Delgado, D.; Dujmovic, H.; Besson, D. Z.; Noell, A.; Leszczyńska, A.; Glüsenkamp, T.; Seckel, D.; Weindl, A.; Fiedlschuster, S.; Verpoest, S.

doi:10.3847/1538-4357/ad07d1

Journal Article

PUBDB-2024-06875

Search for Galactic Core-collapse Supernovae in a Decade of Data Taken with the IceCube Neutrino Observatory

Abbasi, R. ; Ackermann, M.DESY* ; Adams, J. ; Agarwalla, S. K. ; Aguilar, J. A. ; Ahlers, M. ; Alameddine, J. M. ; Amin, N. M. ; Andeen, K. ; 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 Tjus, J. ; Beise, J. ; Bellenghi, C. ; Benning, C. ; BenZvi, S. ; Berley, D. ; Bernardini, E.Extern* ; Besson, D. Z. ; Binder, G. ; Blaufuss, E. ; Blot, S.DESY* ; Bontempo, F. ; Book, J. Y. ; Boscolo Meneguolo, C. ; Böser, S. ; Botner, O. ; Böttcher, J. ; Bourbeau, E. ; Braun, J. ; Brinson, B. ; Brostean-Kaiser, J. ; Burley, R. T. ; Busse, R. S. ; Butterfield, D. ; Campana, M. A. ; Carloni, K. ; Carnie-Bronca, E. G. ; Chattopadhyay, S. ; Chau, N. ; 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. ; Dave, P. ; De Clercq, C. ; DeLaunay, J. J. ; Delgado, D. ; Deng, S. ; Deoskar, K. ; Desai, A. ; Desiati, P. ; de Vries, K. D. ; de Wasseige, G. ; DeYoung, T. ; Diaz, A. ; Díaz-Vélez, J. C. ; Dittmer, M. ; Domi, A. ; Dujmovic, H. ; DuVernois, M. A. ; Ehrhardt, T. ; Eller, P. ; Ellinger, E. ; Mentawi, S. E. ; Elsässer, D. ; Engel, R. ; Erpenbeck, H. ; Evans, J. ; Evenson, P. A. ; Fan, K. L. ; Fang, K. ; Farrag, K. ; Fazely, A. R. ; Fedynitch, A. ; Feigl, N. ; Fiedlschuster, S. ; Finley, C. ; Fischer, L.DESY* ; Fox, D. ; Franckowiak, A.Extern* ; Fritz, A. ; Fürst, P. ; Gallagher, J. ; Ganster, E. ; Garcia, A. ; Gerhardt, L. ; Ghadimi, A. ; Glaser, C. ; Glauch, T. ; Glüsenkamp, T.DESY* ; Goehlke, N. ; Gonzalez, J. G. ; Goswami, S. ; Grant, D. ; Gray, S. J. ; Gries, O. ; Griffin, S. ; Griswold, S. ; Groth, K. M. ; 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. ; Heyer, N. ; Hickford, S. ; Hidvegi, A. ; Hill, C. ; Hill, G. C. ; Hoffman, K. D. ; Hori, S. ; Hoshina, K. ; Hou, W. ; Huber, T. ; Hultqvist, K. ; Hünnefeld, M. ; Hussain, R. ; Hymon, K. ; In, S. ; Ishihara, A. ; Jacquart, M. ; Janik, O. ; 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. ; Khatee Zathul, A. ; Kheirandish, A. ; 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. ; Krishnamoorthi, J. ; Kruiswijk, K. ; Krupczak, E. ; Kumar, A. ; Kun, E. ; Kurahashi, N. ; Lad, N. ; Lagunas Gualda, C.Extern* ; Lamoureux, M. ; Larson, M. J. ; Latseva, S. ; 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. ; Luszczak, W. ; Lyu, Y. ; Madsen, J. ; Mahn, K. B. M. ; Makino, Y. ; Manao, E. ; 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. ; Merckx, Y. ; Merten, L. ; Micallef, J. ; Mitchell, J. ; Montaruli, T. ; Moore, R. W. ; Morii, Y. ; Morse, R. ; Moulai, M. ; Mukherjee, T. ; Naab, R.DESY* ; Nagai, R. ; Nakos, M. ; Naumann, U. ; Necker, J.DESY* ; Negi, A. ; Neumann, M. ; Niederhausen, H. ; Nisa, M. U. ; Noell, A. ; Novikov, A. ; Nowicki, S. C. ; Pollmann, A. O. ; O'Dell, V. ; Oehler, M. ; Oeyen, B. ; Olivas, A. ; Orsoe, R. ; Osborn, J. ; O'Sullivan, E. ; Pandya, H. ; Park, N. ; Parker, G. K. ; Paudel, E. N. ; Paul, L. ; de los Heros, C. P. ; Peterson, J. ; Philippen, S. ; Pizzuto, A. ; Plum, M. ; Pontén, A. ; 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. ; Riedel, B. ; Rifaie, A. ; Roberts, E. J. ; Robertson, S. ; Rodan, S. ; Roellinghoff, G. ; Rongen, M. ; Rott, C. ; Ruhe, T. ; Ruohan, L. ; Ryckbosch, D. ; 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. ; Schlickmann, L. ; Schlüter, B. ; Schlüter, F. ; Schmeisser, N. ; Schmidt, T. ; Schneider, J. ; Schröder, F. G. ; Schumacher, L. ; Schwefer, G. ; Sclafani, S. ; Seckel, D. ; Seikh, M. ; Seunarine, S. ; Shah, R. ; Sharma, A. ; Shefali, S. ; Shimizu, N. ; Silva, M. ; Skrzypek, B. ; Smithers, B. ; Snihur, R. ; Soedingrekso, J. ; Søgaard, A. ; Soldin, D. ; Soldin, P. ; Sommani, G. ; Spannfellner, C. ; Spiczak, G. M. ; Spiering, C.DESY* ; Stamatikos, M. ; Stanev, T. ; Stezelberger, T. ; Stürwald, T. ; Stuttard, T. ; Sullivan, G. W. ; Taboada, I. ; Ter-Antonyan, S. ; Thiesmeyer, M. ; Thompson, W. G. ; Thwaites, J. ; Tilav, S. ; Tollefson, K. ; Tönnis, C.Extern* ; Toscano, S. ; Tosi, D. ; Trettin, A. ; Tung, C. F. ; Turcotte, R. ; Twagirayezu, J. P. ; Ty, B. ; Unland Elorrieta, M. A. ; Upadhyay, A. K. ; Upshaw, K. ; Valtonen-Mattila, N. ; Vandenbroucke, J. ; van Eijndhoven, N. ; Vannerom, D. ; van Santen, J. ; Vara, J. ; Veitch-Michaelis, J. ; Venugopal, M. ; Vereecken, M. ; Verpoest, S. ; Veske, D. ; Vijai, A. ; Walck, C. ; Weaver, C. ; Weigel, P. ; Weindl, A. ; Weldert, J. ; Wendt, C. ; Werthebach, J. ; Weyrauch, M. ; Whitehorn, N. ; Wiebusch, C. H. ; Willey, N. ; Williams, D. R. ; Wolf, A. ; Wolf, M. ; Wrede, G. ; Xu, X. W. ; Yanez, J. P. ; Yildizci, E. ; Yoshida, S. ; Young, R. ; Yu, F. ; Yu, S. ; Yuan, T. ; Zhang, Z. ; Zhelnin, P. ; IceCube Collaboration (Collaboration author)DESY*

2024
Institute of Physics Publ. London

The astrophysical journal / Part 1 961(1), 84 (2024) [10.3847/1538-4357/ad07d1]

This record in other databases:

Please use a persistent id in citations: doi:10.3847/1538-4357/ad07d1 doi:10.3204/PUBDB-2024-06875

Report No.: arXiv:2308.01172

Abstract: The IceCube Neutrino Observatory has been continuously taking data to search for s long neutrino bursts since 2007. Even if a Galactic core-collapse supernova is optically obscured or collapses to a black hole instead of exploding, it will be detectable via the MeV neutrino burst emitted during the collapse. We discuss a search for such events covering the time between 2008 April 17 and 2019 December 31. Considering the average data taking and analysis uptime of 91.7% after all selection cuts, this is equivalent to 10.735 yr of continuous data taking. In order to test the most conservative neutrino production scenario, the selection cuts were optimized for a model based on an 8.8 solar mass progenitor collapsing to an O–Ne–Mg core. Conservative assumptions on the effects of neutrino oscillations in the exploding star were made. The final selection cut was set to ensure that the probability to detect such a supernova within the Milky Way exceeds 99%. No such neutrino burst was found in the data after performing a blind analysis. Hence, a 90% C.L. upper limit on the rate of core-collapse supernovae out to distances of ≈25 kpc was determined to be 0.23 yr$^{−1}$. For the more distant Magellanic Clouds, only high neutrino luminosity supernovae will be detectable by IceCube, unless external information on the burst time is available. We determined a model-independent limit by parameterizing the dependence on the neutrino luminosity and the energy spectrum.

Keyword(s): neutrino: burst ; neutrino: luminosity ; mass: solar ; neutrino: oscillation ; neutrino: production ; supernova: luminosity ; neutrino: effect ; collapse ; IceCube ; observatory ; galaxy ; star ; black hole ; O(10) ; energy spectrum ; conservation law ; cloud

Classification:

ddc:520

Note: 14 pages, 10 figures

Contributing Institute(s):

Neutrinoastronomie / Kosmologie (Z_NA)

Research Program(s):

613 - Matter and Radiation from the Universe (POF4-613) (POF4-613)

Experiment(s):

IceCube South Pole Neutrino Observatory

Appears in the scientific report 2024

Database coverage:
Medline

;

;

;

; Article Processing Charges ; Clarivate Analytics Master Journal List ; Current Contents - Physical, Chemical and Earth Sciences ; DOAJ Seal ; Ebsco Academic Search ; Essential Science Indicators ; Fees ; IF < 5 ; JCR ; SCOPUS ; Science Citation Index Expanded ; Web of Science Core Collection

Click to display QR Code for this record

The record appears in these collections:
Private Collections > >DESY > >ZEUTHEN > Z_NA
Document types > Articles > Journal Article
Public records
Publications database
OpenAccess

Linked articles:

Preprint Abbasi, R. ; Ackermann, M.DESY* ; Adams, J. ; et al
Search for Galactic core-collapse supernovae in a decade of data taken with the IceCube Neutrino Observatory
[10.3204/PUBDB-2023-04823] OpenAccess Files Fulltext by arXiv.org BibTeX | EndNote: XML, Text | RIS

Record created 2024-11-19, last modified 2025-07-15

Similar records

OpenAccess:

PDF

PDF (PDFA)
External link:

Fulltext by arXiv.org

Rate this document:

(Not yet reviewed)

Add to personal basket
Export as Author List with IDs BibTeX (UTF-8), EndNote XML, EndNote Text, RIS, MARC, Print MARC, MARCXML, DC,
Request correction
Submit fulltext

guest :: login PUBDB
		Search		Submit		Personalize Your alerts Your baskets Your searches		Help