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Office of Scientific and Technical Information

Title: Search for High-energy Neutrinos from Binary Neutron Star Merger GW170817 with ANTARES, IceCube, and the Pierre Auger Observatory

Journal Article · · The Astrophysical Journal. Letters
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The Advanced LIGO and Advanced Virgo observatories recently discovered gravitational waves from a binary neutron star inspiral. A short gamma-ray burst (GRB) that followed the merger of this binary was also recorded by the Fermi Gamma-ray Burst Monitor (Fermi-GBM), and the Anti-Coincidence Shield for the Spectrometer for the International Gamma-Ray Astrophysics Laboratory (INTEGRAL), indicating particle acceleration by the source. The precise location of the event was determined by optical detections of emission following the merger. We searched for high-energy neutrinos from the merger in the GeV–EeV energy range using the Antares, IceCube, and Pierre Auger Observatories. No neutrinos directionally coincident with the source were detected within ±500 s around the merger time. Additionally, no MeV neutrino burst signal was detected coincident with the merger. We further carried out an extended search in the direction of the source for high-energy neutrinos within the 14 day period following the merger, but found no evidence of emission. We used these results to probe dissipation mechanisms in relativistic outflows driven by the binary neutron star merger. The non-detection is consistent with model predictions of short GRBs observed at a large off-axis angle.

Research Organization:
Los Alamos National Laboratory (LANL), Los Alamos, NM (United States); Lawrence Berkeley National Laboratory (LBNL), Berkeley, CA (United States); Fermi National Accelerator Laboratory (FNAL), Batavia, IL (United States)
Sponsoring Organization:
National Science Foundation (NSF); USDOE Office of Science (SC), High Energy Physics (HEP)
Contributing Organization:
ANTARES Collaboration; IceCube Collaboration; The Pierre Auger Collaboration; LIGO Scientific Collaboration and Virgo Collaboration; ANTARES; IceCube; Pierre Auger; LIGO Scientific; Virgo
Grant/Contract Number:
AC52-06NA25396; AC02-07CH11359; FR02-04ER41300; FG02-99ER41107; SC0011689; AC02-05CH11231
OSTI ID:
1416315
Alternate ID(s):
OSTI ID: 1433105; OSTI ID: 1434945
Report Number(s):
LA-UR-17-29428; LIGO-P1700344; FERMILAB-PUB-17-471-ND-TD; arXiv:1710.05839; TRN: US1800917
Journal Information:
The Astrophysical Journal. Letters, Vol. 850, Issue 2; ISSN 2041-8213
Publisher:
Institute of Physics (IOP)Copyright Statement
Country of Publication:
United States
Language:
English
Citation Metrics:
Cited by: 130 works
Citation information provided by
Web of Science

References (57)

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Gravitational-wave follow-up with CTA after the detection of GRBs in the TeV energy domain journal October 2019
Neutrino fluence from gamma-ray bursts: off-axis view of structured jets journal October 2019
A multiwavelength analysis of a collection of short-duration GRBs observed between 2012 and 2015 journal February 2019
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Multi-Messenger Physics With the Pierre Auger Observatory text January 2019
Ultra-high energy neutrinos searches with the Pierre Auger Observatory journal January 2019
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A Search for Cosmic Neutrino and Gamma-Ray Emitting Transients in 7.3 yr of ANTARES and Fermi LAT Data journal November 2019
Search for Neutrinos in Super-Kamiokande Associated with the GW170817 Neutron-star Merger journal April 2018
Upscattered Cocoon Emission in Short Gamma-Ray Bursts as High-energy Gamma-Ray Counterparts to Gravitational Waves journal December 2019
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Figures / Tables (2)


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