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. 2023 Jun 30;380(6652):1338-1343.
doi: 10.1126/science.adc9818. Epub 2023 Jun 29.

Observation of high-energy neutrinos from the Galactic plane

IceCube Collaboration*†R Abbasi  1 M Ackermann  2 J Adams  3 J A Aguilar  4 M Ahlers  5 M Ahrens  6 J M Alameddine  7 A A Alves Jr  8 N M Amin  9 K Andeen  10 T Anderson  11 G Anton  12 C Argüelles  13 Y Ashida  14 S Athanasiadou  2 S Axani  15 X Bai  16 A Balagopal V  14 S W Barwick  17 V Basu  14 S Baur  4 R Bay  18 J J Beatty  19   20 K-H Becker  21 J Becker Tjus  22 J Beise  11 C Bellenghi  23 S Benda  14 S BenZvi  24 D Berley  25 E Bernardini  2   26 D Z Besson  27 G Binder  18   28 D Bindig  21 E Blaufuss  25 S Blot  2 M Boddenberg  29 F Bontempo  8 J Y Book  13 J Borowka  29 S Böser  30 O Botner  11 J Böttcher  29 E Bourbeau  5 F Bradascio  2 J Braun  14 B Brinson  31 S Bron  32 J Brostean-Kaiser  2 R T Burley  33 R S Busse  34 M A Campana  35 E G Carnie-Bronca  33 C Chen  31 Z Chen  36 D Chirkin  14 K Choi  37 B A Clark  38 K Clark  39 L Classen  34 A Coleman  9 G H Collin  15 A Connolly  19   20 J M Conrad  15 P Coppin  40 P Correa  40 D F Cowen  41   42 R Cross  24 C Dappen  29 P Dave  31 C De Clercq  40 J J DeLaunay  43 D Delgado López  13 H Dembinski  9 K Deoskar  6 A Desai  14 P Desiati  14 K D de Vries  40 G de Wasseige  44 T DeYoung  38 A Diaz  15 J C Díaz-Vélez  14 M Dittmer  34 H Dujmovic  8 M Dunkman  42 M A DuVernois  14 T Ehrhardt  30 P Eller  23 R Engel  8   45 H Erpenbeck  29 J Evans  25 P A Evenson  9 K L Fan  25 A R Fazely  46 A Fedynitch  47 N Feigl  48 S Fiedlschuster  12 A T Fienberg  42 C Finley  6 L Fischer  2 D Fox  41 A Franckowiak  22   2 E Friedman  25 A Fritz  30 P Fürst  29 T K Gaisser  9 J Gallagher  49 E Ganster  29 A Garcia  13 S Garrappa  2 L Gerhardt  28 A Ghadimi  43 C Glaser  11 T Glauch  23 T Glüsenkamp  12 N Goehlke  45 A Goldschmidt  28 J G Gonzalez  9 S Goswami  43 D Grant  38 T Grégoire  42 S Griswold  24 C Günther  29 P Gutjahr  7 C Haack  23 A Hallgren  11 R Halliday  38 L Halve  29 F Halzen  14 M Ha Minh  23 K Hanson  14 J Hardin  14 A A Harnisch  38 A Haungs  8 K Helbing  21 F Henningsen  23 E C Hettinger  38 S Hickford  21 J Hignight  50 C Hill  51 G C Hill  33 K D Hoffman  25 K Hoshina  14   52 W Hou  8 F Huang  42 M Huber  23 T Huber  8 K Hultqvist  6 M Hünnefeld  7 R Hussain  14 K Hymon  7 S In  37 N Iovine  4 A Ishihara  51 M Jansson  6 G S Japaridze  53 M Jeong  37 M Jin  13 B J P Jones  54 D Kang  8 W Kang  37 X Kang  35 A Kappes  34 D Kappesser  30 L Kardum  7 T Karg  2 M Karl  23 A Karle  14 U Katz  12 M Kauer  14 M Kellermann  29 J L Kelley  14 A Kheirandish  42 K Kin  51 J Kiryluk  36 S R Klein  18   28 A Kochocki  38 R Koirala  9 H Kolanoski  48 T Kontrimas  23 L Köpke  30 C Kopper  38 S Kopper  43 D J Koskinen  5 P Koundal  8 M Kovacevich  35 M Kowalski  48   2 T Kozynets  5 E Krupczak  38 E Kun  22 N Kurahashi  35 N Lad  2 C Lagunas Gualda  2 J L Lanfranchi  42 M J Larson  25 F Lauber  21 J P Lazar  13   14 J W Lee  37 K Leonard  14 A Leszczyńska  9 Y Li  42 M Lincetto  22 Q R Liu  14 M Liubarska  50 E Lohfink  30 C J Lozano Mariscal  34 L Lu  14 F Lucarelli  32 A Ludwig  38   55 W Luszczak  14 Y Lyu  18   28 W Y Ma  2 J Madsen  14 K B M Mahn  38 Y Makino  14 S Mancina  14 I C Mariş  4 I Martinez-Soler  13 R Maruyama  56 S McHale  14 T McElroy  50 F McNally  57 J V Mead  5 K Meagher  14 S Mechbal  2 A Medina  20 M Meier  51 S Meighen-Berger  23 Y Merckx  40 J Micallef  38 D Mockler  4 T Montaruli  32 R W Moore  50 K Morik  58 R Morse  14 M Moulai  15 T Mukherjee  8 R Naab  2 R Nagai  2 R Nahnhauer  2 U Naumann  21 J Necker  2 L V Nguyen  38 H Niederhausen  38 M U Nisa  38 S C Nowicki  38 D Nygren  28 A Obertacke Pollmann  21 M Oehler  8 B Oeyen  59 A Olivas  25 E O'Sullivan  11 H Pandya  9 D V Pankova  42 N Park  39 G K Parker  54 E N Paudel  9 L Paul  10 C Pérez de Los Heros  11 L Peters  29 J Peterson  14 S Philippen  29 S Pieper  21 A Pizzuto  14 M Plum  16 Y Popovych  30 A Porcelli  59 M Prado Rodriguez  14 B Pries  38 G T Przybylski  28 C Raab  4 J Rack-Helleis  30 A Raissi  3 M Rameez  5 K Rawlins  60 I C Rea  23 Z Rechav  14 A Rehman  9 P Reichherzer  22 R Reimann  29 G Renzi  4 E Resconi  23 S Reusch  2 W Rhode  7 M Richman  35 B Riedel  14 E J Roberts  33 S Robertson  18   28 G Roellinghoff  37 M Rongen  30 C Rott  61   37 T Ruhe  7 D Ryckbosch  59 D Rysewyk Cantu  38 I Safa  13   14 J Saffer  45 D Salazar-Gallegos  38 P Sampathkumar  8 S E Sanchez Herrera  38 A Sandrock  7 M Santander  43 S Sarkar  50 S Sarkar  62 K Satalecka  2 M Schaufel  29 H Schieler  8 S Schindler  12 T Schmidt  25 A Schneider  14 J Schneider  12 F G Schröder  8   9 L Schumacher  23 G Schwefer  29 S Sclafani  35 D Seckel  9 S Seunarine  63 A Sharma  11 S Shefali  45 N Shimizu  51 M Silva  14 B Skrzypek  13 B Smithers  54 R Snihur  14 J Soedingrekso  7 A Sogaard  5 D Soldin  9 C Spannfellner  23 G M Spiczak  63 C Spiering  2 M Stamatikos  20 T Stanev  9 R Stein  2 J Stettner  29 T Stezelberger  28 B Stokstad  28 T Stürwald  21 T Stuttard  5 G W Sullivan  25 I Taboada  31 S Ter-Antonyan  46 J Thwaites  14 S Tilav  9 F Tischbein  29 K Tollefson  38 C Tönnis  64 S Toscano  4 D Tosi  14 A Trettin  2 M Tselengidou  12 C F Tung  31 A Turcati  23 R Turcotte  8 C F Turley  42 J P Twagirayezu  38 B Ty  14 M A Unland Elorrieta  34 N Valtonen-Mattila  11 J Vandenbroucke  14 N van Eijndhoven  40 D Vannerom  15 J van Santen  2 J Veitch-Michaelis  14 S Verpoest  59 C Walck  6 W Wang  14 T B Watson  54 C Weaver  38 P Weigel  15 A Weindl  8 M J Weiss  42 J Weldert  30 C Wendt  14 J Werthebach  7 M Weyrauch  8 N Whitehorn  38   55 C H Wiebusch  29 N Willey  38 D R Williams  43 M Wolf  14 G Wrede  12 J Wulff  22 X W Xu  46 J P Yanez  50 E Yildizci  14 S Yoshida  51 S Yu  38 T Yuan  14 Z Zhang  36 P Zhelnin  13
Affiliations

Observation of high-energy neutrinos from the Galactic plane

IceCube Collaboration*† et al. Science. .

Abstract

The origin of high-energy cosmic rays, atomic nuclei that continuously impact Earth's atmosphere, is unknown. Because of deflection by interstellar magnetic fields, cosmic rays produced within the Milky Way arrive at Earth from random directions. However, cosmic rays interact with matter near their sources and during propagation, which produces high-energy neutrinos. We searched for neutrino emission using machine learning techniques applied to 10 years of data from the IceCube Neutrino Observatory. By comparing diffuse emission models to a background-only hypothesis, we identified neutrino emission from the Galactic plane at the 4.5σ level of significance. The signal is consistent with diffuse emission of neutrinos from the Milky Way but could also arise from a population of unresolved point sources.

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