Multiwavelength follow-up of a rare IceCube neutrino multiplet

M. G. Aartsen, M. Ackermann, J. Adams, J. A. Aguilar, M. Ahlers, M. Ahrens, I. Al Samarai, D. Altmann, K. Andeen, T. Anderson, I. Ansseau, G. Anton, M. Archinger, C. Argüelles, J. Auffenberg, S. Axani, X. Bai, S. W. Barwick, V. Baum, R. BayJ. J. Beatty, J. Becker Tjus, K. H. Becker, S. Benzvi, D. Berley, E. Bernardini, A. Bernhard, D. Z. Besson, G. Binder, D. Bindig, E. Blaufuss, S. Blot, C. Bohm, M. Börner, F. Bos, D. Bose, S. Böser, O. Botner, J. Braun, L. Brayeur, H. P. Bretz, S. Bron, A. Burgman, T. Carver, M. Casier, E. Cheung, D. Chirkin, A. Christov, K. Clark, L. Classen, S. Coenders, G. H. Collin, J. M. Conrad, D. F. Cowen, R. Cross, M. Day, J. P.A.M. De André, C. De Clercq, E. Del Pino Rosendo, H. Dembinski, S. De Ridder, P. Desiati, K. D. De Vries, G. De Wasseige, M. De With, T. Deyoung, V. Di Lorenzo, H. Dujmovic, J. P. Dumm, M. Dunkman, B. Eberhardt, T. Ehrhardt, B. Eichmann, P. Eller, S. Euler, P. A. Evenson, S. Fahey, A. R. Fazely, J. Feintzeig, J. Felde, K. Filimonov, C. Finley, S. Flis, C. C. Fösig, A. Franckowiak, E. Friedman, T. Fuchs, T. K. Gaisser, J. Gallagher, L. Gerhardt, K. Ghorbani, W. Giang, L. Gladstone, T. Glauch, T. Glüsenkamp, A. Goldschmidt, J. G. Gonzalez, D. Grant, Z. Griffith, C. Haack, A. Hallgren, F. Halzen, E. Hansen, T. Hansmann, K. Hanson, D. Hebecker, D. Heereman, K. Helbing, R. Hellauer, S. Hickford, J. Hignight, G. C. Hill, K. D. Hoffman, R. Hoffmann, K. Hoshina, F. Huang, M. Huber, K. Hultqvist, S. In, A. Ishihara, E. Jacobi, G. S. Japaridze, M. Jeong, K. Jero, B. J.P. Jones, W. Kang, A. Kappes, T. Karg, A. Karle, U. Katz, M. Kauer, A. Keivani, J. L. Kelley, A. Kheirandish, J. Kim, M. Kim, T. Kintscher, J. Kiryluk, T. Kittler, S. R. Klein, G. Kohnen, R. Koirala, H. Kolanoski, R. Konietz, L. Köpke, C. Kopper, S. Kopper, D. J. Koskinen, M. Kowalski, K. Krings, M. Kroll, G. Krückl, C. Krüger, J. Kunnen, S. Kunwar, N. Kurahashi, T. Kuwabara, A. Kyriacou, M. Labare, J. L. Lanfranchi, M. J. Larson, F. Lauber, M. Lesiak-Bzdak, M. Leuermann, L. Lu, J. Lünemann, J. Madsen, G. Maggi, K. B.M. Mahn, S. Mancina, M. Mandelartz, R. Maruyama, K. Mase, R. Maunu, F. McNally, K. Meagher, M. Medici, M. Meier, T. Menne, G. Merino, T. Meures, S. Miarecki, J. Micallef, G. Momenté, T. Montaruli, M. Moulai, R. Nahnhauer, U. Naumann, G. Neer, H. Niederhausen, S. C. Nowicki, D. R. Nygren, A. Obertacke Pollmann, A. Olivas, A. O'Murchadha, T. Palczewski, H. Pandya, D. V. Pankova, P. Peiffer, O. Penek, J. A. Pepper, C. Pérez De Los Heros, D. Pieloth, E. Pinat, P. B. Price, G. T. Przybylski, M. Quinnan, C. Raab, L. Rädel, M. Rameez, K. Rawlins, R. Reimann, B. Relethford, M. Relich, E. Resconi, W. Rhode, M. Richman, B. Riedel, S. Robertson, M. Rongen, C. Rott, T. Ruhe, D. Ryckbosch, D. Rysewyk, L. Sabbatini, S. E. Sanchez Herrera, A. Sandrock, J. Sandroos, S. Sarkar, K. Satalecka, P. Schlunder, T. Schmidt, S. Schoenen, S. Schöneberg, L. Schumacher, D. Seckel, S. Seunarine, D. Soldin, M. Song, G. M. Spiczak, C. Spiering, J. Stachurska, T. Stanev, A. Stasik, J. Stettner, A. Steuer, T. Stezelberger, R. G. Stokstad, A. Stößl, R. Ström, N. L. Strotjohann, G. W. Sullivan, M. Sutherland, H. Taavola, I. Taboada, J. Tatar, F. Tenholt, S. Ter-Antonyan, A. Terliuk, G. Tešić, S. Tilav, P. A. Toale, M. N. Tobin, S. Toscano, D. Tosi, M. Tselengidou, C. F. Tung, A. Turcati, E. Unger, M. Usner, J. Vandenbroucke, N. Van Eijndhoven, S. Vanheule, M. Van Rossem, J. Van Santen, M. Vehring, M. Voge, E. Vogel, M. Vraeghe, C. Walck, A. Wallace, M. Wallraff, N. Wandkowsky, A. Waza, Ch Weaver, M. J. Weiss, C. Wendt, S. Westerhoff, B. J. Whelan, S. Wickmann, K. Wiebe, C. H. Wiebusch, L. Wille, D. R. Williams, L. Wills, M. Wolf, T. R. Wood, E. Woolsey, K. Woschnagg, D. L. Xu, X. W. Xu, Y. Xu, J. P. Yanez, G. Yodh, S. Yoshida, M. Zoll, K. Z. Stanek, B. J. Shappee, C. S. Kochanek, T. W.S. Holoien, J. L. Prieto, D. B. Fox, J. J. Delaunay, C. F. Turley, S. D. Barthelmy, A. Y. Lien, P. Mészáros, K. Murase, D. Kocevski, R. Buehler, M. Giomi, J. L. Racusin, A. Albert, R. Alfaro, C. Alvarez, J. D. Álvarez, R. Arceo, J. C. Arteaga-Velázquez, H. A. Ayala Solares, A. S. Barber, N. Baustista-Elivar, A. Becerril, E. Belmont-Moreno, A. Bernal, C. Brisbois, K. S. Caballero-Mora, T. Capistrán, A. Carramiñana, S. Casanova, M. Castillo, U. Cotti, S. Coutiño De León, E. De La Fuente, C. De León, R. Diaz Hernandez, J. C. Díaz-Vélez, B. L. Dingus, M. A. Duvernois, R. W. Ellsworth, K. Engel, D. W. Fiorino, N. Fraija, J. A. García-González, M. Gerhardt, A. González Muñoz, M. M. González, J. A. Goodman, Z. Hampel-Arias, J. P. Harding, S. Hernandez, C. M. Hui, P. Hüntemeyer, A. Iriarte, A. Jardin-Blicq, V. Joshi, S. Kaufmann, A. Lara, R. J. Lauer, W. H. Lee, D. Lennarz, H. León Vargas, J. T. Linnemann, G. Luis Raya, R. Luna-García, R. López-Coto, K. Malone, S. S. Marinelli, O. Martinez, I. Martinez-Castellanos, J. Martínez-Castro, H. Martínez-Huerta, J. A. Matthews, P. Miranda-Romagnoli, E. Moreno, M. Mostafá, L. Nellen, M. Newbold, M. U. Nisa, R. Noriega-Papaqui, R. Pelayo, J. Pretz, E. G. Pérez-Pérez, Z. Ren, C. D. Rho, C. Rivière, D. Rosa-González, M. Rosenberg, F. Salesa Greus, A. Sandoval, M. Schneider, H. Schoorlemmer, G. Sinnis, A. J. Smith, R. W. Springer, P. Surajbali, O. Tibolla, K. Tollefson, I. Torres, T. N. Ukwatta, L. Villaseñor, T. Weisgarber, I. G. Wisher, J. Wood, T. Yapici, A. Zepeda, H. Zhou, I. Arcavi, G. Hosseinzadeh, D. A. Howell, S. Valenti, C. McCully, V. M. Lipunov, E. S. Gorbovskoy, N. V. Tiurina, P. V. Balanutsa, A. S. Kuznetsov, V. G. Kornilov, V. Chazov, N. M. Budnev, O. A. Gress, K. I. Ivanov, A. G. Tlatov, R. Rebolo Lopez, M. Serra-Ricart, P. A. Evans, J. A. Kennea, N. Gehrels, J. P. Osborne, K. L. Page, A. U. Abeysekara, A. Archer, W. Benbow, R. Bird, T. Brantseg, V. Bugaev, J. V Cardenzana, M. P. Connolly, W. Cui, A. Falcone, Q. Feng, J. P. Finley, H. Fleischhack, L. Fortson, A. Furniss, S. Griffin, J. Grube, M. Hütten, O. Hervet, J. Holder, G. Hughes, T. B. Humensky, C. A. Johnson, P. Kaaret, P. Kar, N. Kelley-Hoskins, M. Kertzman, M. Krause, S. Kumar, M. J. Lang, T. T.Y. Lin, S. McArthur, P. Moriarty, R. Mukherjee, D. Nieto, R. A. Ong, A. N. Otte, M. Pohl, A. Popkow, E. Pueschel, J. Quinn, K. Ragan, P. T. Reynolds, G. T. Richards, E. Roache, C. Rulten, I. Sadeh, M. Santander, G. H. Sembroski, D. Staszak, S. Trépanier, J. Tyler, S. P. Wakely, A. Weinstein, P. Wilcox, A. Wilhelm, D. A. Williams, B. Zitzer, E. Bellm, Z. Cano, A. Gal-Yam, D. A. Kann, E. O. Ofek, M. Rigault, M. Soumagnac

Research output: Contribution to journalArticle

11 Scopus citations

Abstract

On February 17, 2016, the IceCube real-time neutrino search identified, for the first time, three muon neutrino candidates arriving within 100 s of one another, consistent with coming from the same point in the sky. Such a triplet is expected once every 13.7 years as a random coincidence of background events. However, considering the lifetime of the follow-up program the probability of detecting at least one triplet from atmospheric background is 32%. Follow-up observatories were notified in order to search for an electromagnetic counterpart. Observations were obtained by Swift's X-ray telescope, by ASAS-SN, LCO and MASTER at optical wavelengths, and by VERITAS in the very-high-energy gamma-ray regime. Moreover, the Swift BAT serendipitously observed the location 100 s after the first neutrino was detected, and data from the Fermi LAT and HAWC observatory were analyzed. We present details of the neutrino triplet and the follow-up observations. No likely electromagnetic counterpart was detected, and we discuss the implications of these constraints on candidate neutrino sources such as gamma-ray bursts, core-collapse supernovae and active galactic nucleus flares. This study illustrates the potential of and challenges for future follow-up campaigns.

Original languageEnglish (US)
Article numberA115
JournalAstronomy and Astrophysics
Volume607
DOIs
StatePublished - Nov 1 2017

    Fingerprint

All Science Journal Classification (ASJC) codes

  • Astronomy and Astrophysics
  • Space and Planetary Science

Cite this

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., Archinger, M., Argüelles, C., Auffenberg, J., Axani, S., Bai, X., Barwick, S. W., Baum, V., ... Soumagnac, M. (2017). Multiwavelength follow-up of a rare IceCube neutrino multiplet. Astronomy and Astrophysics, 607, [A115]. https://doi.org/10.1051/0004-6361/201730620