Multimessenger observations of a flaring blazar coincident with high-energy neutrino IceCube-170922A

Aartsen, M. G.; Ackermann, M.; Adams, J.; Aguilar, J. A.; Ahlers, M.; Ahrens, M.; Al Samarai, I.; Altmann, D.; Andeen, K.; Anderson, T.; Ansseau, I.; Anton, G.; Argüelles, C.; Auffenberg, J.; Axani, S.; Bagherpour, H.; Bai, X.; Barron, J. P.; Barwick, S. W.; Baum, V.; Bay, R.; Beatty, J. J.; Becker Tjus, J.; Becker, K. -H.; Benzvi, S.; Berley, D.; Bernardini, E.; Besson, D. Z.; Binder, G.; Bindig, D.; Blaufuss, E.; Blot, S.; Bohm, C.; Börner, M.; Bos, F.; Böser, S.; Botner, O.; Bourbeau, E.; Bourbeau, J.; Bradascio, F.; Braun, J.; Brenzke, M.; Bretz, H. -P.; Bron, S.; Brostean-Kaiser, J.; Burgman, A.; Busse, R. S.; Carver, T.; Cheung, E.; Chirkin, D.; Christov, A.; Clark, K.; Classen, L.; Coenders, S.; Collin, G. H.; Conrad, J. M.; Coppin, P.; Correa, P.; Cowen, D. F.; Cross, R.; Dave, P.; Day, M.; de André, J. P. A. M.; De Clercq, C.; Delaunay, J. J.; Dembinski, H.; De Ridder, S.; Desiati, P.; de Vries, K. D.; de Wasseige, G.; de With, M.; Deyoung, T.; Díaz-Vélez, J. C.; Di Lorenzo, V.; Dujmovic, H.; Dumm, J. P.; Dunkman, M.; Dvorak, E.; Eberhardt, B.; Ehrhardt, T.; Eichmann, B.; Eller, P.; Evenson, P. A.; Fahey, S.; Fazely, A. R.; Felde, J.; Filimonov, K.; Finley, C.; Flis, S.; Franckowiak, A.; Friedman, E.; Fritz, A.; Gaisser, T. K.; Gallagher, J.; Gerhardt, L.; Ghorbani, K.; Glauch, T.; Glüsenkamp, T.; Goldschmidt, A.; Gonzalez, J. G.; Grant, D.; Griffith, Z.; Haack, C.; Hallgren, A.; Halzen, F.; Hanson, K.; Hebecker, D.; Heereman, D.; Helbing, K.; Hellauer, R.; Hickford, S.; Hignight, J.; Hill, G. C.; Hoffman, K. D.; Hoffmann, R.; Hoinka, T.; Hokanson-Fasig, B.; Hoshina, K.; Huang, F.; Huber, M.; Hultqvist, K.; Hünnefeld, M.; Hussain, R.; In, S.; Iovine, N.; Ishihara, A.; Jacobi, E.; Japaridze, G. S.; Jeong, M.; Jero, K.; Jones, B. J. P.; Kalaczynski, P.; Kang, W.; Kappes, A.; Kappesser, D.; Karg, T.; Karle, A.; Katz, U.; Kauer, M.; Keivani, A.; Kelley, J. L.; Kheirandish, A.; Kim, J.; Kim, M.; Kintscher, T.; Kiryluk, J.; Kittler, T.; Klein, S. R.; Koirala, R.; Kolanoski, H.; Köpke, L.; Kopper, C.; Kopper, S.; Koschinsky, J. P.; Koskinen, D. J.; Kowalski, M.; Krings, K.; Kroll, M.; Krückl, G.; Kunwar, S.; Kurahashi, N.; Kuwabara, T.; Kyriacou, A.; Labare, M.; Lanfranchi, J. L.; Larson, M. J.; Lauber, F.; Leonard, K.; Lesiak-Bzdak, M.; Leuermann, M.; Liu, Q. R.; Lozano Mariscal, C. J.; Lu, L.; Lünemann, J.; Luszczak, W.; Madsen, J.; Maggi, G.; Mahn, K. B. M.; Mancina, S.; Maruyama, R.; Mase, K.; Maunu, R.; Meagher, K.; Medici, M.; Meier, M.; Menne, T.; Merino, G.; Meures, T.; Miarecki, S.; Micallef, J.; Momenté, G.; Montaruli, T.; Moore, R. W.; Morse, R.; Moulai, M.; Nahnhauer, R.; Nakarmi, P.; Naumann, U.; Neer, G.; Niederhausen, H.; Nowicki, S. C.; Nygren, D. R.; Obertacke Pollmann, A.; Olivas, A.; O’Murchadha, A.; O’Sullivan, E.; Palczewski, T.; Pandya, H.; Pankova, D. V.; Peiffer, P.; Pepper, J. A.; Pérez de los Heros, C.; Pieloth, D.; Pinat, E.; Plum, M.; Price, P. B.; Przybylski, G. T.; Raab, C.; Rädel, L.; Rameez, M.; Rauch, L.; Rawlins, K.; Rea, I. C.; Reimann, R.; Relethford, B.; Relich, M.; Resconi, E.; Rhode, W.; Richman, M.; Robertson, S.; Rongen, M.; Rott, C.; Ruhe, T.; Ryckbosch, D.; Rysewyk, D.; Safa, I.; Sälzer, T.; Sanchez Herrera, S. E.; Sandrock, A.; Sandroos, J.; Santander, M.; Sarkar, S.; Satalecka, K.; Schlunder, P.; Schmidt, T.; Schneider, A.; Schoenen, S.; Schöneberg, S.; Schumacher, L.; Sclafani, S.; Seckel, D.; Seunarine, S.; Soedingrekso, J.; Soldin, D.; Song, M.; Spiczak, G. M.; Spiering, C.; Stachurska, J.; Stamatikos, M.; Stanev, T.; Stasik, A.; Stein, R.; Stettner, J.; Steuer, A.; Stezelberger, T.; Stokstad, R. G.; Stößl, A.; Strotjohann, N. L.; Stuttard, T.; Sullivan, G. W.; Sutherland, M.; Taboada, I.; Tatar, J.; Tenholt, F.; Ter-Antonyan, S.; Terliuk, A.; Tilav, S.; Toale, P. A.; Tobin, M. N.; Toennis, C.; Toscano, S.; Tosi, D.; Tselengidou, M.; Tung, C. F.; Turcati, A.; Turley, C. F.; Ty, B.; Unger, E.; Usner, M.; Vandenbroucke, J.; Van Driessche, W.; van Eijk, D.; van Eijndhoven, N.; Vanheule, S.; van Santen, J.; Vogel, E.; Vraeghe, M.; Walck, C.; Wallace, A.; Wallraff, M.; Wandler, F. D.; Wandkowsky, N.; Waza, A.; Weaver, C.; Weiss, M. J.; Wendt, C.; Werthebach, J.; Westerhoff, S.; Whelan, B. J.; Whitehorn, N.; Wiebe, K.; Wiebusch, C. H.; Wille, L.; Williams, D. R.; Wills, L.; Wolf, M.; Wood, J.; Wood, T. R.; Woschnagg, K.; D. L., Xu; X. W., Xu; Xu, Y.; Yanez, J. P.; Yodh, G.; Yoshida, S.; Yuan, T.; Abdollahi, S.; Ajello, M.; Angioni, R.; Baldini, L.; Ballet, J.; Barbiellini, G.; Bastieri, D.; Bechtol, K.; Bellazzini, R.; Berenji, B.; Bissaldi, E.; Blandford, R. D.; Bonino, R.; Bottacini, E.; Bregeon, J.; Bruel, P.; Buehler, R.; Burnett, T. H.; Burns, E.; Buson, S.; Cameron, R. A.; Caputo, R.; Caraveo, P. A.; Cavazzuti, E.; Charles, E.; Chen, S.; Cheung, C. C.; Chiang, J.; Chiaro, G.; Ciprini, S.; Cohen-Tanugi, J.; Conrad, J.; Costantin, D.; Cutini, S.; D’Ammando, F.; de Palma, F.; Digel, S. W.; Di Lalla, N.; Di Mauro, M.; Di Venere, L.; Domínguez, A.; Favuzzi, C.; Fukazawa, Y.; Funk, S.; Fusco, P.; Gargano, F.; Gasparrini, D.; Giglietto, N.; Giomi, M.; Giommi, P.; Giordano, F.; Giroletti, M.; Glanzman, T.; Green, D.; Grenier, I. A.; Grondin, M. -H.; Guiriec, S.; Harding, A. K.; Hayashida, M.; Hays, E.; Hewitt, J. W.; Horan, D.; Jóhannesson, G.; Kadler, M.; Kensei, S.; Kocevski, D.; Krauss, F.; Kreter, M.; Kuss, M.; La Mura, G.; Larsson, S.; Latronico, L.; Lemoine-Goumard, M.; Li, J.; Longo, F.; Loparco, F.; Lovellette, M. N.; Lubrano, P.; Magill, J. D.; Maldera, S.; Malyshev, D.; Manfreda, A.; Mazziotta, M. N.; Mcenery, J. E.; Meyer, M.; Michelson, P. F.; Mizuno, T.; Monzani, M. E.; Morselli, A.; Moskalenko, I. V.; Negro, M.; Nuss, E.; Ojha, R.; Omodei, N.; Orienti, M.; Orlando, E.; Palatiello, M.; Paliya, V. S.; Perkins, J. S.; Persic, M.; Pesce-Rollins, M.; Piron, F.; Porter, T. A.; Principe, G.; Rainò, S.; Rando, R.; Rani, B.; Razzano, M.; Razzaque, S.; Reimer, A.; Reimer, O.; Renault-Tinacci, N.; Ritz, S.; Rochester, L. S.; Saz Parkinson, P. M.; Sgrò, C.; Siskind, E. J.; Spandre, G.; Spinelli, P.; Suson, D. J.; Tajima, H.; Takahashi, M.; Tanaka, Y.; Thayer, J. B.; Thompson, D. J.; Tibaldo, L.; Torres, D. F.; Torresi, E.; Tosti, G.; Troja, E.; Valverde, J.; Vianello, G.; Vogel, M.; Wood, K.; Wood, M.; Zaharijas, G.; Ahnen, M. L.; Ansoldi, S.; Antonelli, L. A.; Arcaro, C.; Baack, D.; Babić, A.; Banerjee, B.; Bangale, P.; Barres de Almeida, U.; Barrio, J. A.; Becerra González, J.; Bednarek, W.; Berti, A.; Bhattacharyya, W.; Biland, A.; Blanch, O.; Bonnoli, G.; Carosi, A.; Carosi, R.; Ceribella, G.; Chatterjee, A.; Colak, S. M.; Colin, P.; Colombo, E.; Contreras, J. L.; Cortina, J.; Covino, S.; Cumani, P.; Da Vela, P.; Dazzi, F.; De Angelis, A.; De Lotto, B.; Delfino, M.; Delgado, J.; Di Pierro, F.; Dominis Prester, D.; Dorner, D.; Doro, M.; Einecke, S.; Elsaesser, D.; Fallah Ramazani, V.; Fernández-Barral, A.; Fidalgo, D.; Foffano, L.; Pfrang, K.; Fonseca, M. V.; Font, L.; Franceschini, A.; Fruck, C.; Galindo, D.; Gallozzi, S.; García López, R. J.; Garczarczyk, M.; Gaug, M.; Giammaria, P.; Godinović, N.; Gora, D.; Guberman, D.; Hadasch, D.; Hahn, A.; Hassan, T.; Herrera, J.; Hose, J.; Hrupec, D.; Inoue, S.; Ishio, K.; Konno, Y.; Kubo, H.; Kushida, J.; Lelas, D.; Lindfors, E.; Lombardi, S.; López, M.; Maggio, C.; Majumdar, P.; Makariev, M.; Maneva, G.; Manganaro, M.; Mannheim, K.; Maraschi, L.; Mariotti, M.; Martínez, M.; Masuda, S.; Mazin, D.; Minev, M.; J. M., M; Mirzoyan, R.; Moralejo, A.; Moreno, V.; Moretti, E.; Nagayoshi, T.; Neustroev, V.; Niedzwiecki, A.; Rosillo, Nievas; Nigro, M.; Nilsson, K.; Ninci, D.; Nishijima, K.; Noda, K.; Nogués, L.; Paiano, S.; Palacio, J.; Paneque, D.; Paoletti, R.; Paredes, J. M.; Pedaletti, G.; Peresano, M.; Prada Moroni, P. G.; Prandini, E.; Puljak, I.; Rodriguez Garcia, J.; Reichardt, I.; Ribó, M.; Rico, J.; Righi, C.; Rugliancich, A.; Saito, T.; Schweizer, T.; Sitarek, J.; Šnidarić, I.; Sobczynska, D.; Stamerra, A.; Strzys, M.; Surić, T.; Tavecchio, F.; Temnikov, P.; Terzić, T.; Teshima, M.; Torres-Albà, N.; Treves, A.; Tsujimoto, S.; Vanzo, G.; Vazquez Acosta, M.; Vovk, I.; Ward, J. E.; Will, M.; Zarić, D.; Lucarelli, F.; Tavani, M.; Piano, G.; Donnarumma, I.; Pittori, C.; Verrecchia, F.; Bulgarelli, A.; Caraveo, P.; Cattaneo, P. W.; Colafrancesco, S.; Costa, E.; Di Cocco, G.; Ferrari, A.; Gianotti, F.; Giuliani, A.; Lipari, P.; Mereghetti, S.; Pacciani, L.; Paoletti, F.; Parmiggiani, N.; Pellizzoni, A.; Picozza, P.; Pilia, M.; Rappoldi, A.; Trois, A.; Vercellone, S.; Vittorini, V.; Stanek, K. Z.; Kochanek, C. S.; Beacom, J. F.; Thompson, T. A.; Holoien, T. W. -S.; Dong, S.; Prieto, J. L.; Shappee, B. J.; Holmbo, S.; Abeysekara, A. U.; Albert, A.; Alfaro, R.; Alvarez, C.; Arceo, R.; Arteaga-Velázquez, J. C.; Avila Rojas, D.; Ayala Solares, H. A.; Becerril, A.; Belmont-Moreno, E.; Bernal, A.; Caballero-Mora, K. S.; Capistrán, T.; Carramiñana, A.; Casanova, S.; Castillo, M.; Cotti, U.; Cotzomi, J.; Coutiño de León, S.; De León, C.; De la Fuente, E.; Diaz Hernandez, R.; Dichiara, S.; Dingus, B. L.; Duvernois, M. A.; Ellsworth, R. W.; Engel, K.; Fiorino, D. W.; Fleischhack, H.; Fraija, N.; García-González, J. A.; Garfias, F.; González Muñoz, A.; González, M. M.; Goodman, J. A.; Hampel-Arias, Z.; Harding, J. P.; Hernandez, S.; Hona, B.; Hueyotl-Zahuantitla, F.; Hui, C. M.; Hüntemeyer, P.; Iriarte, A.; Jardin-Blicq, A.; Joshi, V.; Kaufmann, S.; Kunde, G. J.; Lara, A.; Lauer, R. J.; Lee, W. H.; Lennarz, D.; León Vargas, H.; Linnemann, J. T.; Longinotti, A. L.; Luis-Raya, G.; Luna-García, R.; Malone, K.; Marinelli, S. S.; Martinez, O.; Martinez-Castellanos, I.; Martínez-Castro, J.; Martínez-Huerta, H.; Matthews, J. A.; Miranda-Romagnoli, P.; Moreno, E.; Mostafá, M.; Nayerhoda, A.; Nellen, L.; Newbold, M.; Nisa, M. U.; Noriega-Papaqui, R.; Pelayo, R.; Pretz, J.; Pérez-Pérez, E. G.; Ren, Z.; Rho, C. D.; Rivière, C.; Rosa-González, D.; Rosenberg, M.; Ruiz-Velasco, E.; Salesa Greus, F.; Sandoval, A.; Schneider, M.; Schoorlemmer, H.; Sinnis, G.; Smith, A. J.; Springer, R. W.; Surajbali, P.; Tibolla, O.; Tollefson, K.; Torres, I.; Villaseñor, L.; Weisgarber, T.; Werner, F.; Yapici, T.; Gaurang, Y.; Zepeda, A.; Zhou, H.; Álvarez, J. D.; Abdalla, H.; Angüner, E. O.; Armand, C.; Backes, M.; Becherini, Y.; Berge, D.; Böttcher, M.; Boisson, C.; Bolmont, J.; Bonnefoy, S.; Bordas, P.; Brun, F.; Büchele, M.; Bulik, T.; Caroff, S.; Cerruti, M.; Chakraborty, N.; Chandra, S.; Chen, A.; Davids, I. D.; Deil, C.; Devin, J.; Djannati-Ataï, A.; Egberts, K.; Emery, G.; Eschbach, S.; Fiasson, A.; Fontaine, G.; Füßling, M.; Gallant, Y. A.; Gaté, F.; Giavitto, G.; Glawion, D.; Glicenstein, J. F.; Gottschall, D.; Haupt, M.; Henri, G.; Hinton, J. A.; Hoischen, C.; Holch, T. L.; Huber, D.; Jamrozy, M.; Jankowsky, D.; Jankowsky, F.; Jouvin, L.; Jung-Richardt, I.; Kerszberg, D.; Khélifi, B.; King, J.; Klepser, S.; Kluźniak, W.; Komin, Nu.; Kraus, M.; Lefaucheur, J.; Lemière, A.; Lenain, J. -P.; Leser, E.; Lohse, T.; López-Coto, R.; Lorentz, M.; Lypova, I.; Marandon, V.; Guillem Martí-Devesa, G.; Maurin, G.; Mitchell, A. M. W.; Moderski, R.; Mohamed, M.; Mohrmann, L.; Moulin, E.; Murach, T.; de Naurois, M.; Niederwanger, F.; Niemiec, J.; Oakes, L.; O’Brien, P.; Ohm, S.; Ostrowski, M.; Oya, I.; Panter, M.; Parsons, R. D.; Perennes, C.; Piel, Q.; Pita, S.; Poireau, V.; Priyana Noel, A.; Prokoph, H.; Pühlhofer, G.; Quirrenbach, A.; Raab, S.; Rauth, R.; Renaud, M.; Rieger, F.; Rinchiuso, L.; Romoli, C.; Rowell, G.; Rudak, B.; Sanchez, D. A.; Sasaki, M.; Schlickeiser, R.; Schüssler, F.; Schulz, A.; Schwanke, U.; Seglar-Arroyo, M.; Shafi, N.; Simoni, R.; Sol, H.; Stegmann, C.; Steppa, C.; Tavernier, T.; Taylor, A. M.; Tiziani, D.; Trichard, C.; Tsirou, M.; van Eldik, C.; van Rensburg, C.; van Soelen, B.; Veh, J.; Vincent, P.; Voisin, F.; Wagner, S. J.; Wagner, R. M.; Wierzcholska, A.; Zanin, R.; Zdziarski, A. A.; Zech, A.; Ziegler, A.; Zorn, J.; Żywucka, N.; Savchenko, V.; Ferrigno, C.; Bazzano, A.; Diehl, R.; Kuulkers, E.; Laurent, P.; Natalucci, L.; Panessa, F.; Rodi, J.; Ubertini, P.; Morokuma, T.; Ohta, K.; Tanaka, Y. T.; Mori, H.; Yamanaka, M.; Kawabata, K. S.; Utsumi, Y.; Nakaoka, T.; Kawabata, M.; Nagashima, H.; Yoshida, M.; Matsuoka, Y.; Itoh, R.; Keel, W.; Copperwheat, C.; Steele, I.; Cenko, S. B.; Evans, P. A.; Fox, D. B.; Kennea, J. A.; Marshall, F. E.; Osborne, J. P.; Tohuvavohu, A.; Archer, A.; Benbow, W.; Bird, R.; Brill, A.; Brose, R.; Buchovecky, M.; Buckley, J. H.; Bugaev, V.; Christiansen, J. L.; Connolly, M. P.; Cui, W.; Daniel, M. K.; Errando, M.; Falcone, A.; Feng, Q.; Finley, J. P.; Fortson, L.; Furniss, A.; Gueta, O.; Hütten, M.; Hervet, O.; Hughes, G.; Humensky, T. B.; Johnson, C. A.; Kaaret, P.; Kar, P.; Kelley-Hoskins, N.; Kertzman, M.; Kieda, D.; Krause, M.; Krennrich, F.; Kumar, S.; Lang, M. J.; Lin, T. T. Y.; Maier, G.; Mcarthur, S.; Moriarty, P.; Mukherjee, R.; Nieto, D.; O’Brien, S.; Ong, R. A.; Otte, A. N.; Park, N.; Petrashyk, A.; Pohl, M.; Popkow, A.; Pueschel, E.; Quinn, J.; Ragan, K.; Reynolds, P. T.; Richards, G. T.; Roache, E.; Rulten, C.; Sadeh, I.; Scott, S. S.; Sembroski, G. H.; Shahinyan, K.; Sushch, I.; Trépanier, S.; Tyler, J.; Vassiliev, V. V.; Wakely, S. P.; Weinstein, A.; Wells, R. M.; Wilcox, P.; Wilhelm, A.; Williams, D. A.; Zitzer, B.; Tetarenko, A. J.; Kimball, A. E.; Miller-Jones, J. C. A.; Sivakoff, G. R.

doi:10.1126/science.aat1378

Previous detections of individual astrophysical sources of neutrinos are limited to the Sun and the supernova 1987A, whereas the origins of the diffuse flux of high-energy cosmic neutrinos remain unidentified. On 22 September 2017, we detected a high-energy neutrino, IceCube-170922A, with an energy of e290 tera-electron volts. Its arrival direction was consistent with the location of a known g-ray blazar, TXS 0506+056, observed to be in a flaring state. An extensive multiwavelength campaign followed, ranging from radio frequencies to g-rays. These observations characterize the variability and energetics of the blazar and include the detection of TXS 0506+056 in very-high-energy g-rays. This observation of a neutrino in spatial coincidence with a g-ray-emitting blazar during an active phase suggests that blazars may be a source of high-energy neutrinos.

Aartsen, M.G., Ackermann, M., Adams, J., Aguilar, J.A., Ahlers, M., Ahrens, M., et al. (2018). Multimessenger observations of a flaring blazar coincident with high-energy neutrino IceCube-170922A. SCIENCE, 361(6398) [10.1126/science.aat1378].