Broadband multi-wavelength properties of M87 during the 2018 EHT campaign including a very high energy flaring episode

Algaba, J. C.; Balokovic, M.; Chandra, S.; Cheong, W. -Y.; Cui, Y. -Z.; D'Ammando, F.; Falcone, A. D.; Ford, N. M.; Giroletti, M.; Goddi, C.; Gurwell, M. A.; Hada, K.; Haggard, D.; Jorstad, S.; Kaur, A.; Kawashima, T.; Kerby, S.; Kim, J. -Y.; Kino, M.; Kravchenko, E. V.; Lee, S. -S.; R. -S., Lu; Markoff, S.; Michail, J.; Neilsen, J.; Nowak, M. A.; Principe, G.; Ramakrishnan, V.; Ripperda, B.; Sasada, M.; Savchenko, S. S.; Sheridan, C.; Akiyama, K.; Alberdi, A.; Alef, W.; Anantua, R.; Asada, K.; Azulay, R.; Bach, U.; Baczko, A. -K.; Ball, D.; Bandyopadhyay, B.; Barrett, J.; Baubock, M.; Benson, B. A.; Bintley, D.; Lackburn, L.; Blundell, R.; Bouman, K. L.; Bower, G. C.; Boyce, H.; Bremer, M.; Brissenden, R.; Britzen, S.; Broderick, A. E.; Broguiere, D.; Bronzwaer, T.; Bustamante, S.; Carlstrom, J. E.; Chael, A.; Chan, C. -K.; Chang, D. O.; Chatterjee, K.; Chatterjee, S.; Chen, M. -T.; Chen, Y.; Cheng, X.; Cho, I.; Christian, P.; Conroy, N. S.; Conway, J. E.; Crawford, T. M.; Crew, G. B.; Cruz-Osorio, A.; Dahale, R.; Davelaar, J.; De Laurentis, M.; Deane, R.; Dempsey, J.; Desvignes, G.; Dexter, J.; Dhruv, V.; Dihingia, I. K.; Doeleman, S. S.; Dzib, S. A.; Eatough, R. P.; Emami, R.; Falcke, H.; Farah, J.; Fish, V. L.; Fomalont, E.; Ford, H. A.; Foschi, M.; Fraga-Encinas, R.; Freeman, W. T.; Friberg, P.; Fromm, C. M.; Fuentes, A.; Galison, P.; Gammie, C. F.; Garcia, R.; Gentaz, O.; Georgiev, B.; Gold, R.; Gomez-Ruiz, A. I.; Gomez, J. L.; Gu, M.; Hesper, R.; Heumann, D.; L. C., Ho; Ho, P.; Honma, M.; Huang, C. -W. L.; Huang, L.; Hughes, D. H.; Ikeda, S.; Impellizzeri, C. M. V.; Inoue, M.; Issaoun, S.; James, D. J.; Jannuzi, B. T.; Janssen, M.; Jeter, B.; Jiang, W.; Jimenez-Rosales, A.; Johnson, M. D.; Jones, A. C.; Joshi, A. V.; Jung, T.; Karuppusamy, R.; Keating, G. K.; Kettenis, M.; Kim, D. -J.; Kim, J.; Kim, J.; Koay, J. Y.; Kocherlakota, P.; Kofuji, Y.; Koch, P. M.; Koyama, S.; Kramer, C.; Kramer, J. A.; Kramer, M.; Krichbaum, T. P.; Kuo, C. -Y.; La Bella, N.; Levis, A.; Li, Z.; Lico, R.; Lindahl, G.; Lindqvist, M.; Lisakov, M.; Liu, J.; Liu, K.; Liuzzo, E.; W. -P., Lo; Lobanov, A. P.; Loinard, L.; Lonsdale, C. J.; Lowitz, A. E.; Macdonald, N. R.; Mao, J.; Marchili, N.; Marrone, D. P.; Marscher, A. P.; Marti-Vidal, I.; Matsushita, S.; Matthews, L. D.; Medeiros, L.; Menten, K. M.; Mizuno, I.; Mizuno, Y.; Montgomery, J.; Moran, J. M.; Moriyama, K.; Moscibrodzka, M.; Mulaudzi, W.; Muller, C.; Muller, H.; Mus, A.; Musoke, G.; Myserlis, I.; Nagai, H.; Nagar, N. M.; Nair, D. G.; Nakamura, M.; Narayanan, G.; Natarajan, I.; Nathanail, A.; Navarro Fuentes, S.; Ni, C.; Oh, J.; Okino, H.; Olivares, H.; Oyama, T.; Ozel, F.; Palumbo, D. C. M.; Filippos Paraschos, G.; Park, J.; Parsons, H.; Patel, N.; Pen, U. -L.; Pesce, D. W.; Pietu, V.; Popstefanija, A.; Porth, O.; Prather, B.; Psaltis, D.; H. -Y., Pu; Rao, R.; Rawlings, M. G.; Raymond, A. W.; Rezzolla, L.; Ricarte, A.; Roelofs, F.; Romero-Canizales, C.; Ros, E.; Roshanineshat, A.; Rottmann, H.; Roy, A. L.; Ruiz, I.; Ruszczyk, C.; Rygl, K. L. J.; Sanchez, S.; Sanchez-Arguelles, D.; Sanchez-Portal, M.; Satapathy, K.; Savolainen, T.; Schloerb, F. P.; Schonfeld, J.; Schuster, K. -F.; Shao, L.; Shen, Z.; Small, D.; Sohn, B. W.; Soohoo, J.; Sosapanta Salas, L. D.; Souccar, K.; Stanway, J. S.; Sun, H.; Tazaki, F.; Tetarenko, A. J.; Tiede, P.; Tilanus, R. P. J.; Titus, M.; Toma, K.; Torne, P.; Toscano, T.; Traianou, E.; Trent, T.; Trippe, S.; Turk, M.; Van Bemmel, I.; Van Langevelde, H. J.; Van Rossum, D. R.; Vos, J.; Wagner, J.; Ward-Thompson, D.; Wardle, J.; Washington, J. E.; Weintroub, J.; Wharton, R.; Wielgus, M.; Wiik, K.; Witzel, G.; Wondrak, M. F.; Wong, G. N.; Wu, Q.; Yadlapalli, N.; Yamaguchi, P.; Yfantis, A.; Yoon, D.; Young, A.; Younsi, Z.; Yu, W.; Yuan, F.; Yuan, Y. -F.; Zensus, J. A.; Zhang, S.; Zhao, G. -Y.; Zhao, S. -S.; Bellazzini, R.; Berenji, B.; Bissaldi, E.; Blandford, R. D.; Bonino, R.; Bruel, P.; Cameron, R. A.; Caraveo, P. A.; Cavazzuti, E.; Cheung, C. C.; Ciprini, S.; Cristarella Orestano, P.; Cutini, S.; Di Lalla, N.; Dinesh, A.; Di Venere, L.; Dominguez, A.; Fegan, S. J.; Franckowiak, A.; Fukazawa, Y.; Fusco, P.; Gargano, F.; Gasbarra, C.; Germani, S.; Giliberti, M.; Grenier, I. A.; Hays, E.; Horan, D.; Kuss, M.; Larsson, S.; Liodakis, I.; Longo, F.; Loparco, F.; Lovellette, M. N.; Maldera, S.; Mazziotta, M. N.; Mereu, I.; Michelson, P. F.; Mirabal, N.; Mizuno, T.; Monzani, M. E.; Morselli, A.; Negro, M.; Omodei, N.; Orlando, E.; Persic, M.; Raino, S.; Rani, B.; Reimer, A.; Reimer, O.; Sanchez-Conde, M.; Saz Parkinson, P. M.; Sgro, C.; Siskind, E. J.; Spinelli, P.; Suson, D. J.; Tajima, H.; Torres, D. F.; Zaharijas, G.; Aharonian, F.; Ait Benkhali, F.; Aschersleben, J.; Ashkar, H.; Backes, M.; Barbosa Martins, V.; Batzofin, R.; Becherini, Y.; Berge, D.; Bottcher, M.; Boisson, C.; Bolmont, J.; De Bony De Lavergne, M.; Borowska, J.; Bouyahiaoui, M.; Bradascio, F.; Brose, R.; Brown, A.; Bruno, B.; Bulik, T.; Burger-Scheidlin, C.; Casanova, S.; Cecil, R.; Celic, J.; Cerruti, M.; Chand, T.; Chen, A.; Chibueze, J.; Chibueze, O.; Cotter, G.; Damascene Mbarubucyeye, J.; Devin, J.; Djuvsland, J.; Dmytriiev, A.; Einecke, S.; Ernenwein, J. -P.; Feijen, K.; Fontaine, G.; Funk, S.; Gabici, S.; Glawion, D.; Glicenstein, J. F.; Goswami, P.; Grolleron, G.; Haerer, L.; Hes, B.; Holch, T. L.; Holler, M.; Horns, D.; Huang, Z.; Jamrozy, M.; Jankowsky, F.; Jung-Richardt, I.; Kasai, E.; Katarzynski, K.; Khatoon, R.; Khelifi, B.; Kluzniak, W.; Komin, Nu.; Kosack, K.; Kundu, A.; Lang, R. G.; Le Stum, S.; Leitl, F.; Lemiere, A.; Lemoine-Goumard, M.; Lenain, J. -P.; Leuschner, F.; Luashvili, A.; Mackey, J.; Malyshev, D.; Marti-Devesa, G.; Marx, R.; Meyer, M.; Mitchell, A.; Moderski, R.; Moghadam, M. O.; Mohrmann, L.; Montanari, A.; Moulin, E.; De Naurois, M.; Niemiec, J.; O'Brien, P.; Ohm, S.; De Ona Wilhelmi, E.; Ostrowski, M.; Panny, S.; Panter, M.; Pensec, U.; Pita, S.; Puhlhofer, G.; Quirrenbach, A.; Ravikularaman, S.; Reville, B.; Reis, I.; Ren, H.; Rieger, F.; Roellinghoff, G.; Rudak, B.; Ruiz-Velasco, E.; Sabri, K.; Sahakian, V.; Salzmann, H.; Santangelo, A.; Sasaki, M.; Schafer, J.; Schussler, F.; Schutte, H. M.; Shapopi, J. N. S.; Sharma, A.; Sol, H.; Spencer, S.; Stawarz, L.; Steppa, C.; Streil, K.; Suzuki, H.; Takahashi, T.; Tanaka, T.; Taylor, A. M.; Terrier, R.; Tluczykont, M.; Tsirou, M.; Van Eldik, C.; Vecchi, M.; Wach, T.; Wagner, S. J.; Wierzcholska, A.; Zacharias, M.; Zdziarski, A. A.; Zech, A.; Zywucka, N.; Abe, S.; Abhir, J.; Abhishek, A.; Acciari, V. A.; Aguasca-Cabot, A.; Agudo, I.; Aniello, T.; Ansoldi, S.; Antonelli, L. A.; Arbet Engels, A.; Arcaro, C.; Artero, M.; Asano, K.; Babic, A.; Barres De Almeida, U.; Barrio, J. A.; Batkovic, I.; Bautista, A.; Baxter, J.; Becerra Gonzalez, J.; Bednarek, W.; Bernardini, E.; Bernete, J.; Berti, A.; Besenrieder, J.; Bigongiari, C.; Biland, A.; Blanch, O.; Bonnoli, G.; Bosnjak, Z.; Bronzini, E.; Burelli, I.; Busetto, G.; Campoy-Ordaz, A.; Carosi, A.; Carosi, R.; Carretero-Castrillo, M.; Castro-Tirado, A. J.; Cerasole, D.; Ceribella, G.; Chai, Y.; Cifuentes, A.; Colombo, E.; Contreras, J. L.; Cortina, J.; Covino, S.; D'Amico, G.; D'Elia, V.; Da Vela, P.; Dazzi, F.; De Angelis, A.; De Lotto, B.; De Menezes, R.; Delfino, M.; Delgado, J.; Delgado Mendez, C.; Di Pierro, F.; Di Tria, R.; Di Venere, L.; Dominis Prester, D.; Donini, A.; Dorner, D.; Doro, M.; Elsaesser, D.; Escudero, J.; Farina, L.; Fattorini, A.; Foffano, L.; Font, L.; Frose, S.; Fukami, S.; Fukazawa, Y.; Garcia Lopez, R. J.; Garczarczyk, M.; Gasparyan, S.; Gaug, M.; Giesbrecht Paiva, J. G.; Giglietto, N.; Giordano, F.; Gliwny, P.; Godinovic, N.; Gradetzke, T.; Grau, R.; Green, D.; Green, J. G.; Gunther, P.; Hadasch, D.; Hahn, A.; Hassan, T.; Heckmann, L.; Herrera Llorente, J.; Hrupec, D.; Imazawa, R.; Ishio, K.; Jimenez Martinez, I.; Jormanainen, J.; Kayanoki, T.; Kerszberg, D.; Kluge, G. W.; Kobayashi, Y.; Kouch, P. M.; Kubo, H.; Kushida, J.; Lainez, M.; Lamastra, A.; Leone, F.; Lindfors, E.; Lombardi, S.; Lopez-Coto, R.; Lopez-Moya, M.; Lopez-Oramas, A.; Loporchio, S.; Lorini, A.; Lyard, E.; Machado De Oliveira Fraga, B.; Majumdar, P.; Makariev, M.; Maneva, G.; Manganaro, M.; Mangano, S.; Mannheim, K.; Mariotti, M.; Martinez, M.; Martinez-Chicharro, M.; Mas-Aguilar, A.; Mazin, D.; Menchiari, S.; Mender, S.; Miceli, D.; Miener, T.; Miranda, J. M.; Mirzoyan, R.; Molero Gonzalez, M.; Molina, E.; Mondal, H. A.; Moralejo, A.; Morcuende, D.; Nakamori, T.; Nanci, C.; Neustroev, V.; Nickel, L.; Nievas Rosillo, M.; Nigro, C.; Nikolic, L.; Nilsson, K.; Nishijima, K.; Njoh Ekoume, T.; Noda, K.; Nozaki, S.; Ohtani, Y.; Okumura, A.; Otero-Santos, J.; Paiano, S.; Paneque, D.; Paoletti, R.; Paredes, J. M.; Peresano, M.; Persic, M.; Pihet, M.; Pirola, G.; Podobnik, F.; Prada Moroni, P. G.; Prandini, E.; Priyadarshi, C.; Ribo, M.; Rico, J.; Righi, C.; Sahakyan, N.; Saito, T.; Saturni, F. G.; Schmidt, K.; Schmuckermaier, F.; Schubert, J. L.; Schweizer, T.; Sciaccaluga, A.; Silvestri, G.; Sitarek, J.; Sliusar, V.; Sobczynska, D.; Spolon, A.; Stamerra, A.; Striskovic, J.; Strom, D.; Strzys, M.; Suda, Y.; Suutarinen, S.; Tajima, H.; Takahashi, M.; Takeishi, R.; Tavecchio, F.; Temnikov, P.; Terauchi, K.; Terzic, T.; Teshima, M.; Truzzi, S.; Tutone, A.; Ubach, S.; Van Scherpenberg, J.; Vazquez Acosta, M.; Ventura, S.; Verna, G.; Viale, I.; Vigorito, C. F.; Vitale, V.; Vovk, I.; Walter, R.; Will, M.; Wunderlich, C.; Yamamoto, T.; Acharyya, A.; Adams, C. B.; Bangale, P.; Bartkoske, J. T.; Benbow, W.; Christiansen, J. L.; Duerr, A.; Errando, M.; Feng, Q.; Foote, J.; Fortson, L.; Furniss, A.; Hanlon, W.; Hervet, O.; Hinrichs, C. E.; Holder, J.; Humensky, T. B.; Jin, W.; Johnson, M. N.; Kaaret, P.; Kertzman, M.; Kieda, D.; Kleiner, T. K.; Korzoun, N.; Krennrich, F.; Kumar, S.; Lang, M. J.; Lundy, M.; Maier, G.; Mcgrath, C. E.; Millard, M. J.; Mooney, C. L.; Moriarty, P.; Mukherjee, R.; Ning, W.; O'Brien, S.; Ong, R. A.; Pohl, M.; Pueschel, E.; Quinn, J.; Ragan, K.; Reynolds, P. T.; Ribeiro, D.; Roache, E.; Ryan, J. L.; Sadeh, I.; Saha, L.; Santander, M.; Sembroski, G. H.; Shang, R.; Splettstoesser, M.; Talluri, A. K.; Tucci, J. V.; Valverde, J.; Vassiliev, V. V.; Williams, D. A.; Wong, S. L.; Chen, Z.; Cui, L.; Hirota, T.; Li, B.; Li, G.; Liu, Q.; Liu, X.; Liu, Z.; Ma, J.; Niinuma, K.; Ro, H.; Sakai, N.; Sawada-Satoh, S.; Wajima, K.; Wang, J.; Wang, N.; Xia, B.; Yan, H.; Yonekura, Y.; Zhang, H.; Zhao, R.; Zhong, W.

doi:10.1051/0004-6361/202450497

Context. The nearby elliptical galaxy M87 contains one of only two supermassive black holes whose emission surrounding the event horizon has been imaged by the Event Horizon Telescope EHT. In 2018 more than two dozen multi wavelength MWL facilities from radio to gamma ray energies took part in the second M87 EHT campaign. Aims. The goal of this extensive MWL campaign was to better understand the physics of the accreting black hole M87 the relationship between the inflow and inner jets and the high energy particle acceleration. Understanding the complex astrophysics is also a necessary first step towards performing further tests of general relativity. Methods. The MWL campaign took place in April 2018 overlapping with the EHT M87 observations. We present a new contemporaneous spectral energy distribution SED ranging from radio to very high energy VHE gamma rays as well as details of the individual observations and light curves. We also conducted phenomenological modelling to investigate the basic source properties. Results. We present the first VHE gamma ray flare from M87 detected since 2010. The flux above 350 GeV more than doubled within a period of 36 hours. We find that the X ray flux is enhanced by about a factor of two compared to 2017 while the radio and millimetre core fluxes are consistent between 2017 and 2018. We detect evidence for a monotonically increasing jet position angle that corresponds to variations in the bright spot of the EHT image. Conclusions. Our results show the value of continued MWL monitoring together with precision imaging for addressing the origins of high energy particle acceleration. While we cannot currently pinpoint the precise location where such acceleration takes place the new VHE gamma ray flare already presents a challenge to simple one zone leptonic emission model approaches and it emphasises the need for combined image and spectral modelling.