Neutrino emission from the direction of the blazar TXS 0506+056 prior to the IceCube-170922A alert

被引:387
作者
Aartsen, M. G. [18 ]
Ackermann, M. [57 ]
Adams, J. [18 ]
Aguilar, J. A. [13 ]
Ahlers, M. [23 ]
Ahrens, M. [48 ,49 ]
Al Samarai, I. [28 ]
Altmann, D. [27 ]
Andeen, K. [37 ]
Anderson, T. [54 ]
Ansseau, I. [13 ]
Anton, G. [27 ]
Arguelles, C. [15 ]
Arsioli, B. [63 ]
Auffenberg, J. [1 ]
Axani, S. [15 ]
Bagherpour, H. [18 ]
Bai, X. [45 ]
Barron, J. P. [26 ]
Barwick, S. W. [30 ]
Baum, V. [36 ]
Bay, R. [9 ]
Beatty, J. J. [20 ,21 ,22 ]
Tjus, J. Becker [12 ]
Becker, K. -H. [56 ]
Ben Zvi, S. [47 ]
Berley, D. [19 ]
Bernardini, E. [57 ]
Besson, D. Z. [31 ]
Binder, G. [9 ,10 ]
Bindig, D. [56 ]
Blaufuss, E. [19 ]
Blot, S. [57 ]
Bohm, C. [48 ,49 ]
Borner, M. [24 ]
Bos, F. [12 ]
Boser, S. [36 ]
Botner, O. [55 ]
Bourbeau, E. [23 ]
Bourbeau, J. [34 ,35 ]
Bradascio, F. [57 ]
Braun, J. [34 ,35 ]
Brenzke, M. [1 ]
Bretz, H. -P. [57 ]
Bron, S. [28 ]
Brostean-Kaiser, J. [57 ]
Burgman, A. [55 ]
Busse, R. S. [34 ,35 ]
Carver, T. [28 ]
Cheung, E. [19 ]
机构
[1] Rhein Westfal TH Aachen, Phys Inst 3, D-52056 Aachen, Germany
[2] Univ Adelaide, Dept Phys, Adelaide, SA 5005, Australia
[3] Univ Alaska Anchorage, Dept Phys & Astron, 3211 Providence Dr, Anchorage, AK 99508 USA
[4] Univ Texas Arlington, Dept Phys, 502 Yates St,Sci Hall Rm 108,Box 19059, Arlington, TX 76019 USA
[5] Clark Atlanta Univ, CTSPS, Atlanta, GA 30314 USA
[6] Georgia Inst Technol, Sch Phys, Atlanta, GA 30332 USA
[7] Georgia Inst Technol, Ctr Relativist Astrophys, Atlanta, GA 30332 USA
[8] Southern Univ, Dept Phys, Baton Rouge, LA 70813 USA
[9] Univ Calif Berkeley, Dept Phys, Berkeley, CA 94720 USA
[10] Lawrence Berkeley Natl Lab, Berkeley, CA 94720 USA
[11] Humboldt Univ, Inst Phys, D-12489 Berlin, Germany
[12] Ruhr Univ Bochum, Fak Phys & Astron, D-44780 Bochum, Germany
[13] Univ Libre Bruxelles, Sci Fac, CP230, B-1050 Brussels, Belgium
[14] VUB, Dienst ELEM, B-1050 Brussels, Belgium
[15] MIT, Dept Phys, Cambridge, MA 02139 USA
[16] Chiba Univ, Dept Phys, Chiba 2638522, Japan
[17] Chiba Univ, Inst Global Prominent Res, Chiba 2638522, Japan
[18] Univ Canterbury, Dept Phys & Astron, Private Bag 4800, Christchurch, New Zealand
[19] Univ Maryland, Dept Phys, College Pk, MD 20742 USA
[20] Ohio State Univ, Dept Phys, 174 W 18th Ave, Columbus, OH 43210 USA
[21] Ohio State Univ, Ctr Cosmol & Astroparticle Phys, Columbus, OH 43210 USA
[22] Ohio State Univ, Dept Astron, 174 W 18Th Ave, Columbus, OH 43210 USA
[23] Univ Copenhagen, Niels Bohr Inst, DK-2100 Copenhagen, Denmark
[24] TU Dortmund Univ, Dept Phys, D-44221 Dortmund, Germany
[25] Michigan State Univ, Dept Phys & Astron, E Lansing, MI 48824 USA
[26] Univ Alberta, Dept Phys, Edmonton, AB T6G 2E1, Canada
[27] Friedrich Alexander Univ Erlangen Nurnberg, Erlangen Ctr Astroparticle Phys, D-91058 Erlangen, Germany
[28] Univ Geneva, Dept Phys Nucl & Corpusculaire, CH-1211 Geneva, Switzerland
[29] Univ Ghent, Dept Phys & Astron, B-9000 Ghent, Belgium
[30] Univ Calif Irvine, Dept Phys & Astron, Irvine, CA 92697 USA
[31] Univ Kansas, Dept Phys & Astron, Lawrence, KS 66045 USA
[32] SNOLAB, 1039 Reg Rd 24,Creighton Mine 9, Lively, ON P3Y IN2, Canada
[33] Univ Wisconsin, Dept Astron, Madison, WI 53706 USA
[34] Univ Wisconsin, Dept Phys, Madison, WI 53706 USA
[35] Univ Wisconsin, Wisconsin IceCube Particle Astrophys Ctr, Madison, WI 53706 USA
[36] Johannes Gutenberg Univ Mainz, Inst Phys, Staudinger Weg 7, D-55099 Mainz, Germany
[37] Marquette Univ, Dept Phys, Milwaukee, WI 53201 USA
[38] Tech Univ Munich, Phys Dept, D-85748 Garching, Germany
[39] Westfal Wilhelms Univ Munster, Inst Kernphys, D-48149 Munster, Germany
[40] Univ Delaware, Bartol Res Inst, Newark, DE 19716 USA
[41] Univ Delaware, Dept Phys & Astron, Newark, DE 19716 USA
[42] Yale Univ, Dept Phys, New Haven, CT 06520 USA
[43] Univ Oxford, Dept Phys, 1 Keble Rd, Oxford OX1 3NP, England
[44] Drexel Univ, Dept Phys, 3141 Chestnut St, Philadelphia, PA 19104 USA
[45] South Dakota Sch Mines & Technol, Dept Phys, Rapid City, SD 57701 USA
[46] Univ Wisconsin, Dept Phys, River Falls, WI 54022 USA
[47] Univ Rochester, Dept Phys & Astron, Rochester, NY 14627 USA
[48] Stockholm Univ, Oskar Klein Ctr, SE-10691 Stockholm, Sweden
[49] Stockholm Univ, Dept Phys, SE-10691 Stockholm, Sweden
[50] SUNY Stony Brook, Dept Phys & Astron, Stony Brook, NY 11794 USA
基金
美国国家科学基金会; 瑞典研究理事会; 新加坡国家研究基金会; 澳大利亚研究理事会; 加拿大自然科学与工程研究理事会; 加拿大创新基金会; 瑞士国家科学基金会;
关键词
D O I
10.1126/science.aat2890
中图分类号
O [数理科学和化学]; P [天文学、地球科学]; Q [生物科学]; N [自然科学总论];
学科分类号
07 ; 0710 ; 09 ;
摘要
A high-energy neutrino event detected by IceCube on 22 September 2017 was coincident in direction and time with a gamma-ray flare from the blazar TXS 0506+056. Prompted by this association, we investigated 9.5 years of IceCube neutrino observations to search for excess emission at the position of the blazar. We found an excess of high-energy neutrino events, with respect to atmospheric backgrounds, at that position between September 2014 and March 2015. Allowing for time-variable flux, this constitutes 3.5 sigma evidence for neutrino emission from the direction of TXS 0506+056, independent of and prior to the 2017 flaring episode. This suggests that blazars are identifiable sources of the high-energy astrophysical neutrino flux.
引用
收藏
页码:147 / +
页数:5
相关论文
共 34 条
[1]   The IceCube realtime alert system [J].
Aartsen, M. G. ;
Ackermann, M. ;
Adams, J. ;
Aguilar, J. A. ;
Ahlers, M. ;
Ahrens, M. ;
Altmann, D. ;
Andeen, K. ;
Anderson, T. ;
Ansseau, I. ;
Anton, G. ;
Archinger, M. ;
Arguelles, C. ;
Auffenberg, J. ;
Axani, S. ;
Bai, X. ;
Barwick, S. W. ;
Baum, V. ;
Bay, R. ;
Beatty, J. J. ;
Tjus, J. Becker ;
Becker, K-H. ;
BenZvi, S. ;
Berley, D. ;
Bernardini, E. ;
Bernhard, A. ;
Besson, D. Z. ;
Binder, G. ;
Bindig, D. ;
Bissok, M. ;
Blaufuss, E. ;
Blot, S. ;
Bohm, C. ;
Borner, M. ;
Bos, E. ;
Bose, D. ;
Boser, S. ;
Botner, O. ;
Braun, J. ;
Brayeur, L. ;
Bretz, H. -P. ;
Bron, S. ;
Burgman, A. ;
Carver, T. ;
Casier, M. ;
Cheung, E. ;
Chirkin, D. ;
Christov, A. ;
Clark, K. ;
Classen, L. .
ASTROPARTICLE PHYSICS, 2017, 92 :30-41
[2]   The IceCube Neutrino Observatory: instrumentation and online systems [J].
Aartsen, M. G. ;
Ackermann, M. ;
Adams, J. ;
Aguilar, J. A. ;
Ahlers, M. ;
Ahrens, M. ;
Altmann, D. ;
Andeen, K. ;
Anderson, T. ;
Ansseau, I. ;
Anton, G. ;
Archinger, M. ;
Arguelles, C. ;
Auer, R. ;
Auffenberg, J. ;
Axani, S. ;
Baccus, J. ;
Bai, X. ;
Barnet, S. ;
Barwick, S. W. ;
Baum, V. ;
Bay, R. ;
Beattie, K. ;
Beatty, J. J. ;
Tjus, J. Becker ;
Becker, K. -H. ;
Bendfelt, T. ;
BenZvi, S. ;
Berley, D. ;
Bernardini, E. ;
Bernhard, A. ;
Besson, D. Z. ;
Binder, G. ;
Bindig, D. ;
Bissok, M. ;
Blaufuss, E. ;
Blot, S. ;
Boersma, D. ;
Bohm, C. ;
Boerner, M. ;
Bos, F. ;
Bose, D. ;
Boeser, S. ;
Botner, O. ;
Bouchta, A. ;
Braun, J. ;
Brayeur, L. ;
Bretz, H. -P. ;
Bron, S. ;
Burgman, A. .
JOURNAL OF INSTRUMENTATION, 2017, 12
[3]   THE CONTRIBUTION OF FERMI-2LAC BLAZARS TO DIFFUSE TEV-PEV NEUTRINO FLUX [J].
Aartsen, M. G. ;
Abraham, K. ;
Ackermann, M. ;
Adams, J. ;
Aguilar, J. A. ;
Ahlers, M. ;
Ahrens, M. ;
Altmann, D. ;
Andeen, K. ;
Anderson, T. ;
Ansseau, I. ;
Anton, G. ;
Archinger, M. ;
Arguelles, C. ;
Arlen, T. C. ;
Auffenberg, J. ;
Axani, S. ;
Bai, X. ;
Barwick, S. W. ;
Baum, V. ;
Bay, R. ;
Beatty, J. J. ;
Tjus, J. Becker ;
Becker, K. -H. ;
BenZvi, S. ;
Berghaus, P. ;
Berley, D. ;
Bernardini, E. ;
Bernhard, A. ;
Besson, D. Z. ;
Binder, G. ;
Bindig, D. ;
Bissok, M. ;
Blaufuss, E. ;
Blot, S. ;
Boersma, D. J. ;
Bohm, C. ;
Boerner, M. ;
Bos, F. ;
Bose, D. ;
Boeser, S. ;
Botner, O. ;
Braun, J. ;
Brayeur, L. ;
Bretz, H. -P. ;
Burgman, A. ;
Casey, J. ;
Casier, M. ;
Cheung, E. ;
Chirkin, D. .
ASTROPHYSICAL JOURNAL, 2017, 835 (01)
[4]   OBSERVATION AND CHARACTERIZATION OF A COSMIC MUON NEUTRINO FLUX FROM THE NORTHERN HEMISPHERE USING SIX YEARS OF ICECUBE DATA [J].
Aartsen, M. G. ;
Abraham, K. ;
Ackermann, M. ;
Adams, J. ;
Aguilar, J. A. ;
Ahlers, M. ;
Ahrens, M. ;
Altmann, D. ;
Andeen, K. ;
Anderson, T. ;
Ansseau, I. ;
Anton, G. ;
Archinger, M. ;
Argueelles, C. ;
Auffenberg, J. ;
Axani, S. ;
Bai, X. ;
Barwick, S. W. ;
Baum, V. ;
Bay, R. ;
Beatty, J. J. ;
Tjus, J. Becker ;
Becker, K. -H. ;
Benzvi, S. ;
Berghaus, P. ;
Berley, D. ;
Bernardini, E. ;
Bernhard, A. ;
Besson, D. Z. ;
Binder, G. ;
Bindig, D. ;
Bissok, M. ;
Blaufuss, E. ;
Blot, S. ;
Bohm, C. ;
Boerner, M. ;
Bos, F. ;
Bose, D. ;
Boeser, S. ;
Botner, O. ;
Braun, J. ;
Brayeur, L. ;
Bretz, H. -P. ;
Burgman, A. ;
Carver, T. ;
Casier, M. ;
Cheung, E. ;
Chirkin, D. ;
Christov, A. ;
Clark, K. .
ASTROPHYSICAL JOURNAL, 2016, 833 (01)
[5]   SEARCH FOR SOURCES OF HIGH-ENERGY NEUTRONS WITH FOUR YEARS OF DATA FROM THE ICETOP DETECTOR [J].
Aartsen, M. G. ;
Abraham, K. ;
Ackermann, M. ;
Adams, J. ;
Aguilar, J. A. ;
Ahlers, M. ;
Ahrens, M. ;
Altmann, D. ;
Andeen, K. ;
Anderson, T. ;
Ansseau, I. ;
Anton, G. ;
Archinger, M. ;
Arguelles, C. ;
Auffenberg, J. ;
Axani, S. ;
Bai, X. ;
Barwick, S. W. ;
Baum, V. ;
Bay, R. ;
Beatty, J. J. ;
Tjus, J. Becker ;
Becker, K. -H. ;
BenZvi, S. ;
Berghaus, P. ;
Berley, D. ;
Bernardini, E. ;
Bernhard, A. ;
Besson, D. Z. ;
Binder, G. ;
Bindig, D. ;
Bissok, M. ;
Blaufuss, E. ;
Blot, S. ;
Bohm, C. ;
Boerner, M. ;
Bos, F. ;
Bose, D. ;
Boeser, S. ;
Botner, O. ;
Braun, J. ;
Brayeur, L. ;
Bretz, H. -P. ;
Burgman, A. ;
Carver, T. ;
Casier, M. ;
Cheung, E. ;
Chirkin, D. ;
Christov, A. ;
Clark, K. .
ASTROPHYSICAL JOURNAL, 2016, 830 (02)
[6]   A COMBINED MAXIMUM-LIKELIHOOD ANALYSIS OF THE HIGH-ENERGY ASTROPHYSICAL NEUTRINO FLUX MEASURED WITH ICECUBE [J].
Aartsen, M. G. ;
Abraham, K. ;
Ackermann, M. ;
Adams, J. ;
Aguilar, J. A. ;
Ahlers, M. ;
Ahrens, M. ;
Altmann, D. ;
Anderson, T. ;
Archinger, M. ;
Arguelles, C. ;
Arlen, T. C. ;
Auffenberg, J. ;
Bai, X. ;
Barwick, S. W. ;
Baum, V. ;
Bay, R. ;
Beatty, J. J. ;
Tjus, J. Becker ;
Becker, K. -H. ;
Beiser, E. ;
BenZvi, S. ;
Berghaus, P. ;
Berley, D. ;
Bernardini, E. ;
Bernhard, A. ;
Besson, D. Z. ;
Binder, G. ;
Bindig, D. ;
Bissok, M. ;
Blaufuss, E. ;
Blumenthal, J. ;
Boersma, D. J. ;
Bohm, C. ;
Boerner, M. ;
Bos, F. ;
Bose, D. ;
Boeser, S. ;
Botner, O. ;
Braun, J. ;
Brayeur, L. ;
Bretz, H. -P. ;
Brown, A. M. ;
Buzinsky, N. ;
Casey, J. ;
Casier, M. ;
Cheung, E. ;
Chirkin, D. ;
Christov, A. ;
Christy, B. .
ASTROPHYSICAL JOURNAL, 2015, 809 (01)
[7]   SEARCHES FOR TIME-DEPENDENT NEUTRINO SOURCES WITH ICECUBE DATA FROM 2008 TO 2012 [J].
Aartsen, M. G. ;
Ackermann, M. ;
Adams, J. ;
Aguilar, J. A. ;
Ahlers, M. ;
Ahrens, M. ;
Altmann, D. ;
Anderson, T. ;
Archinger, M. ;
Arguelles, C. ;
Arlen, T. C. ;
Auffenberg, J. ;
Bai, X. ;
Barwick, S. W. ;
Baum, V. ;
Bay, R. ;
Baker, M. ;
Beatty, J. J. ;
Tjus, J. Becker ;
Becker, K. -H. ;
BenZvi, S. ;
Berghaus, P. ;
Berley, D. ;
Bernardini, E. ;
Bernhard, A. ;
Besson, D. Z. ;
Binder, G. ;
Bindig, D. ;
Bissok, M. ;
Blaufuss, E. ;
Blumenthal, J. ;
Boersma, D. J. ;
Bohm, C. ;
Bos, F. ;
Bose, D. ;
Boeser, S. ;
Botner, O. ;
Brayeur, L. ;
Bretz, H. -P. ;
Brown, A. M. ;
Buzinsky, N. ;
Casey, J. ;
Casier, M. ;
Cheung, E. ;
Chirkin, D. ;
Christov, A. ;
Christy, B. ;
Clark, K. ;
Classen, L. ;
Clevermann, F. .
ASTROPHYSICAL JOURNAL, 2015, 807 (01)
[8]   Observation of High-Energy Astrophysical Neutrinos in Three Years of IceCube Data [J].
Aartsen, M. G. ;
Ackermann, M. ;
Adams, J. ;
Aguilar, J. A. ;
Ahlers, M. ;
Ahrens, M. ;
Altmann, D. ;
Anderson, T. ;
Arguelles, C. ;
Arlen, T. C. ;
Auffenberg, J. ;
Bai, X. ;
Barwick, S. W. ;
Baum, V. ;
Beatty, J. J. ;
Tjus, J. Becker ;
Becker, K. -H. ;
BenZvi, S. ;
Berghaus, P. ;
Berley, D. ;
Bernardini, E. ;
Bernhard, A. ;
Besson, D. Z. ;
Binder, G. ;
Bindig, D. ;
Bissok, M. ;
Blaufuss, E. ;
Blumenthal, J. ;
Boersma, D. J. ;
Bohm, C. ;
Bose, D. ;
Boeser, S. ;
Botner, O. ;
Brayeur, L. ;
Bretz, H. -P. ;
Brown, A. M. ;
Casey, J. ;
Casier, M. ;
Chirkin, D. ;
Christov, A. ;
Christy, B. ;
Clark, K. ;
Classen, L. ;
Clevermann, F. ;
Coenders, S. ;
Cowen, D. F. ;
Silva, A. H. Cruz ;
Danninger, M. ;
Daughhetee, J. ;
Davis, J. C. .
PHYSICAL REVIEW LETTERS, 2014, 113 (10)
[9]   Observation of the cosmic-ray shadow of the Moon with IceCube [J].
Aartsen, M. G. ;
Abbasi, R. ;
Abdou, Y. ;
Ackermann, M. ;
Adams, J. ;
Aguilar, J. A. ;
Ahlers, M. ;
Altmann, D. ;
Auffenberg, J. ;
Bai, X. ;
Baker, M. ;
Barwick, S. W. ;
Baum, V. ;
Bay, R. ;
Beatty, J. J. ;
Bechet, S. ;
Tjus, J. Becker ;
Becker, K. -H. ;
Bell, M. ;
Benabderrahmane, M. L. ;
BenZvi, S. ;
Berdermann, J. ;
Berghaus, P. ;
Berley, D. ;
Bernardini, E. ;
Bernhard, A. ;
Bertrand, D. ;
Besson, D. Z. ;
Binder, G. ;
Bindig, D. ;
Bissok, M. ;
Blaufuss, E. ;
Blumenthal, J. ;
Boersma, D. J. ;
Bohaichuk, S. ;
Bohm, C. ;
Bose, D. ;
Boeser, S. ;
Botner, O. ;
Brayeur, L. ;
Bretz, H. -P. ;
Brown, A. M. ;
Bruijn, R. ;
Brunner, J. ;
Carson, M. ;
Casey, J. ;
Casier, M. ;
Chirkin, D. ;
Christov, A. ;
Christy, B. .
PHYSICAL REVIEW D, 2014, 89 (10)
[10]   Evidence for High-Energy Extraterrestrial Neutrinos at the IceCube Detector [J].
Aartsen, M. G. ;
Abbasi, R. ;
Abdou, Y. ;
Ackermann, M. ;
Adams, J. ;
Aguitar, J. A. ;
Alders, M. ;
Altmann, D. ;
Auffenberg, J. ;
Ba, X. ;
Baker, M. ;
Barwick, S. W. ;
Baum, V. ;
Bay, R. ;
Beatty, J. J. ;
Bechet, S. ;
Tjus, J. Becker ;
Becker, K-H. ;
Benabderrahmane, M. L. ;
BenZvi, S. ;
Berghaus, P. ;
Berley, D. ;
Bernardini, E. ;
Bernhard, A. ;
Bertrand, D. ;
Besson, D. Z. ;
Binder, G. ;
Bindig, D. ;
Bissok, M. ;
Blaufuss, E. ;
Blumenthal, J. ;
Boersma, D. J. ;
Boliaichuk, S. ;
Bohm, C. ;
Bose, D. ;
Boeser, S. ;
Botner, O. ;
Brayeur, L. ;
Bretz, H-P. ;
Brown, A. M. ;
Bruijn, R. ;
Brunner, J. ;
Carson, M. ;
Casey, J. ;
Casier, M. ;
Chirkin, D. ;
Christov, A. ;
Christy, B. ;
Clark, K. ;
Cleverrnann, F. .
SCIENCE, 2013, 342 (6161) :947-+