Published 2015 | Version v1
Journal article

ANTARES constrains a blazar origin of two IceCube PeV neutrino events

Adrián-Martínez, S.
Albert, A.
André, M.
Anton, G.
Ardid, M.
Aubert, J.-J.
Baret, B.
Barrios, J.
Basa, S.
Bertin, V.
Biagi, S.
Bogazzi, C.
Bormuth, R.
Bou-Cabo, M.
Bouwhuis, M. C.
Bruijn, R.
Brunner, J.
Busto, J.
Capone, A.
Caramete, L.
Carr, J.
Chiarusi, T.
Circella, M.
Coniglione, R.
Costantini, H.
Coyle, P.
Creusot, A.
de Rosa, G.
Dekeyser, I.
Deschamps, Anne
de Bonis, G.
Distefano, C.
Donzaud, C.
Dornic, D.
Dorosti, Q.
Drouhin, D.
Dumas, A.
Eberl, T.
Enzenhöfer, A.
Escoffier, S.
Fehn, K.
Felis, I.
Fermani, P.
Folger, F.
Fusco, L. A.
Galatà, S.
Gay, P.
Geisselsöder, S.
Geyer, K.
Giordano, V.
Gleixner, A.
Gómez-González, J. P.
Gracia-Ruiz, R.
Graf, K.
van Haren, H.
Heijboer, A. J.
Hello, Y.
Hernández-Rey, J. J.
Herrero, A.
Hössl, J.
Hofestädt, J.
Hugon, C.
W James, C.
de Jong, M.
Kalekin, O.
Katz, U.
Kiessling, D.
Kooijman, P.
Kouchner, A.
Kulikovskiy, V.
Lahmann, R.
Lattuada, D.
Lefèvre, Dominique
Leonora, E.
Loehner, H.
Loucatos, S.
Mangano, S.
Marcelin, M.
Margiotta, A.
Martínez-Mora, J. A.
Martini, S.
Mathieu, A.
Michael, T.
Migliozzi, P.
Neff, M.
Nezri, E.
Palioselitis, D.
Păvălaş, G. E.
Perrina, C.
Piattelli, P.
Popa, V.
Pradier, T.
Racca, C.
Riccobene, G.
Richter, R.
Roensch, K.
Rostovtsev, A.
Saldaña, M.
Samtleben, D. F. E.
Sánchez-Losa, A.
Sanguineti, M.
Sapienza, P.
Schmid, J.
Schnabel, J.
Schulte, S.
Schüssler, F.
Seitz, T.
Sieger, C.
Spies, A.
Spurio, M.
Steijger, J. J. M.
Stolarczyk, Th.
Taiuti, M.
Tamburini, C.
Tayalati, Y.
Trovato, A.
Tselengidou, M.
Tönnis, C.
Vallage, B.
Vallée, Corentin
van Elewyck, V.
Visser, E.
Vivolo, D.
Wagner, S.
de Wolf, E.
Yepes, H.
Zornoza, J. D.
Zúñiga, J.
Krauss, F.
Kadler, M.
Mannheim, K.
Schulz, R.
Trüstedt, J.
Wilms, J.
Ojha, R.
Ros, E.
Baumgartner, W.
Beuchert, T.
Blanchard, J.
Bürkel, C.
Carpenter, B.
Edwards, P. G.
Eisenacher Glawion, D.
Elsässer, D.
Fritsch, U.
Gehrels, N.
Gräfe, C.
Grossberger, C.
Hase, H.
Horiuchi, S.
Kappes, A.
Kreikenbohm, A.
Kreykenbohm, I.
Langejahn, M.
Leiter, K.
Litzinger, E.
Lovell, J. E. J.
Müller, C.
Phillips, C.
Plötz, C.
Quick, J.
Steinbring, T.
Stevens, J.
Thompson, D. J.
Tzioumis, A. K.
Others:
Institut d'Investigació per a la Gestió Integrada de Zones Costaneres (IGIC) ; Universitat Politècnica de València (UPV)
Groupe de Recherche en Physique des Hautes Energies (GRPHE) ; Université de Haute-Alsace (UHA) Mulhouse - Colmar (Université de Haute-Alsace (UHA))-Institut Universitaire de Technologie de Colmar
Laboratory of Applied Bioacoustics (LAB-UPC) ; Universidad Polytecnica de Cataluña (UPC)
Erlangen Centre for Astroparticle Physics (ECAP) ; Friedrich-Alexander Universität Erlangen-Nürnberg (FAU)
Centre de Physique des Particules de Marseille (CPPM) ; Aix Marseille Université (AMU)-Institut National de Physique Nucléaire et de Physique des Particules du CNRS (IN2P3)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
AstroParticule et Cosmologie (APC (UMR_7164)) ; Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Institut National de Physique Nucléaire et de Physique des Particules du CNRS (IN2P3)-Observatoire de Paris ; Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris Diderot - Paris 7 (UPD7)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Laboratoire d'Astrophysique de Marseille (LAM) ; Aix Marseille Université (AMU)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Laboratoire de Physique Corpusculaire - Clermont-Ferrand (LPC) ; Université Blaise Pascal - Clermont-Ferrand 2 (UBP)-Institut National de Physique Nucléaire et de Physique des Particules du CNRS (IN2P3)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Institut méditerranéen d'océanologie (MIO) ; Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Aix Marseille Université (AMU)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université de Toulon (UTLN)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Géoazur (GEOAZUR 7329) ; Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Observatoire de la Côte d'Azur ; COMUE Université Côte d'Azur (2015-2019) (COMUE UCA)-Université Côte d'Azur (UCA)-COMUE Université Côte d'Azur (2015-2019) (COMUE UCA)-Université Côte d'Azur (UCA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD [France-Sud])
Université Paris-Sud - Paris 11 (UP11)
Département de Physique des Particules (ex SPP) (DPhP) ; Institut de Recherches sur les lois Fondamentales de l'Univers (IRFU) ; Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris-Saclay-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris-Saclay
Institut Pluridisciplinaire Hubert Curien (IPHC) ; Université de Strasbourg (UNISTRA)-Institut National de Physique Nucléaire et de Physique des Particules du CNRS (IN2P3)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
The ANTARES Collaboration ; The TANAMI Collaboration

Description

Context. The source(s) of the neutrino excess reported by the IceCube Collaboration is unknown. The TANAMI Collaboration recently reported on the multiwavelength emission of six bright, variable blazars which are positionally coincident with two of the most energetic IceCube events. Objects like these are prime candidates to be the source of the highest-energy cosmic rays, and thus of associated neutrino emission.Aims. We present an analysis of neutrino emission from the six blazars using observations with the ANTARES neutrino telescope.Methods. The standard methods of the ANTARES candidate list search are applied to six years of data to search for an excess of muons – and hence their neutrino progenitors – from the directions of the six blazars described by the TANAMI Collaboration, and which are possibly associated with two IceCube events. Monte Carlo simulations of the detector response to both signal and background particle fluxes are used to estimate the sensitivity of this analysis for different possible source neutrino spectra. A maximum-likelihood approach, using the reconstructed energies and arrival directions of through-going muons, is used to identify events with properties consistent with a blazar origin.Results. Both blazars predicted to be the most neutrino-bright in the TANAMI sample (1653−329 and 1714−336) have a signal flux fitted by the likelihood analysis corresponding to approximately one event. This observation is consistent with the blazar-origin hypothesis of the IceCube event IC 14 for a broad range of blazar spectra, although an atmospheric origin cannot be excluded. No ANTARES events are observed from any of the other four blazars, including the three associated with IceCube event IC20. This excludes at a 90% confidence level the possibility that this event was produced by these blazars unless the neutrino spectrum is flatter than −2.4.

Abstract

International audience

Additional details

Created:
February 28, 2023
Modified:
November 28, 2023