对星系并合产生高能中微子辐射的首次搜寻

IceCube 中微子天文台探测到的高能中微子的确切来源仍然是个谜。本工作首次探索了星系并合可能作为这些高能中微子来源的假设。星系并合可以承载极高能量的强子和光强子过程，这可能产生极高能量的中微子。我们利用来自六个星表的星系并合数据以及 10 年的公开 IceCube 缪子径迹数据，执行无分箱最大似然比分析，以量化这些并合与中微子事件之间的任何相关性。首先，我们进行了单源搜寻分析，结果显示所考虑的星系并合均未表现出与 IceCube 探测到的高能中微子事件在统计学上显著的相关性。此外，我们采用三种不同的加权方案进行了叠加分析，以了解这些星系并合是否对 IceCube 探测到的高能天体物理中微子弥漫通量有显著贡献。我们发现，在本研究考虑的星系并合所关联的全味高能中微子通量在 $100$ TeV 处、谱指数 $\Gamma=-2$ 时，对应三种加权方案的 $95\%$ 置信上限分别为 $1.11\times 10^{-18}$、$3.69 \times 10^{-19}$ 和 $1.02 \times 10^{-18}$ $\rm GeV^{-1}\,cm^{-2}\,s^{-1}\,sr^{-1}$。本工作表明，这些选定的星系并合对 IceCube 探测到的高能中微子通量没有显著贡献。我们希望在不久的将来，随着更多数据的积累，对星系并合中微子的搜寻要么能发现它们的中微子产生，要么能对星系并合内高能中微子的产生机制施加更严格的约束。