Das IceCube Neutrino Observatory, das größte Neutrino-Observatorium der Welt, entdeckte
2013 erstmals einen Fluss hochenergetischer Neutrinos. Diese Neutrinos müssen
von astrophysikalischen Beschleunigern erzeugt werden, aber ihr genauer Ursprung ist
bisher unbekannt. Vorgeschlagene Neutrinoquellen sind Gezeitenkatastrophen (Tidal
Disruption Events, TDEs), Ereignisse bei denen Sterne zerfallen, wenn sie supermassiven
Schwarzen Löchern zu nahe kommen. In dieser Doktorarbeit wurde erstmals nach
Korrelationen zwischen Neutrinos und TDEs gesucht, wobei eine Zusammenstellung
veröffentlichter TDEs und ein IceCube-Datensatz von einer Million Myon-Neutrinos mit
GeV-PeV-Energien von verwendet wurde. Es wurde keine signifikante Korrelation gefunden,
sodass der Beitrag von TDEs ohne relativistische Jets auf 0-38,0% des gesamten
astrophysikalischen Neutrinoflusses begrenzt werden kann. Der Beitrag von TDEs mit
relativistischen Jets wurde auf 0-3,0% des Gesamtflusses begrenzt. IceCube veröffentlicht
auch hochenergetische (>100 TeV) Myon-Neutrino-Ereignisse in Form von automatischen,
öffentlichen Echtzeit-‘Neutrinoalerts’. Im Rahmen dieser Arbeit wurde die Lokalisierung
von 22 solcher Neutrinoalerts mit dem optischen Zwicky Transient Facility (ZTF) Teleskop
beobachtet, um nach möglichen elektromagnetischen Gegenstücken zu Neutrinos zu
suchen. Mit diesem Neutrino-Nachfolgebeobachtungsprogramm wurde die helle TDE
AT2019dsg als mutmaßliche Neutrinoquelle identifiziert. Die Wahrscheinlichkeit, solch
eine helle TDE zufällig zu finden, beträgt 0,2%. Die Assoziation bedeutet, dass TDEs 3-100%
der astrophysikalischen Neutrino-Alerts von IceCube ausmachen. Zusammengenommen
deuten diese beiden Ergebnisse darauf hin, dass TDEs einen subdominanten Anteil des
astrophysikalischen Neutrinoflusses bei hohen Energien emittieren. Die Assoziation des
Neutrinoalerts IC191001A mit AT2019dsg ist erst das zweite Mal, dass ein hochenergetisches
Neutrino mit einer mutmaßlichen astrophysikalischen Quelle in Verbindung gebracht
werden konnte. / The IceCube Neutrino Observatory, the world’s largest neutrino observatory, first discovered
a flux of high-energy neutrinos in 2013. These neutrinos must be produced by
astrophysical accelerators, but their exact origin remains unknown. One proposed source
of neutrinos are Tidal Disruption Events (TDEs), which occur when stars disintegrate
after passing sufficiently close to supermassive black holes. In this thesis, the first search
for neutrino-TDE correlations was performed, using a compilation of published TDEs and
a dataset of one million muon neutrino events of GeV-PeV energies from IceCube. No
significant correlation was found, limiting the contribution of TDEs without relativistic
jets to 0-38.0% of the total astrophysical neutrino flux. The contribution of TDEs with
relativistic jets was limited to 0-3.0% of the total flux. IceCube also publishes high-energy
(>100 TeV) probable astrophysical muon neutrino events automatically, in the form of
public realtime alerts. As part of this thesis, the location of 22 such neutrino alerts were
observed by the Zwicky Transient Facility (ZTF), an optical telescope, in order to search
for possible electromagnetic counterparts to neutrinos. With this neutrino follow-up
program, the bright TDE AT2019dsg was identified as a probable neutrino source. The
probability of finding such a bright TDE by chance is 0.2%. The association implies that
TDEs contribute 3-100% of the astrophysical neutrino alerts issued by IceCube. Taken
together, these two results suggest that TDEs emit a subdominant fraction of the astrophysical
neutrino flux at high energies. The association of neutrino alert IC191001A with
AT2019dsg represents only the second time that a high-energy neutrino has been matched
to a probable astrophysical source.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:HUMBOLT/oai:edoc.hu-berlin.de:18452/26276 |
| Date | 06 December 2022 |
| Creators | Stein, Robert |
| Contributors | Franckowiak, Anna, Winter, Walter, Kouchner, Antoine |
| Publisher | Humboldt-Universität zu Berlin |
| Source Sets | Humboldt University of Berlin |
| Language | English |
| Detected Language | German |
| Type | doctoralThesis, doc-type:doctoralThesis |
| Format | application/pdf |
| Rights | (CC BY 4.0) Attribution 4.0 International, https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/ |
| Relation | 10.1038/s41550-020-01295-8, 10.5281/zenodo.4048335, 10.5281/zenodo.3619383 |
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