Long-term multi-wavelength study of temporal and spectral properties of 3C 279

被引：7

作者：

Tolamatti, A. ^{[1
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]}

Ghosal, B. ^{[1
,2
]}

Singh, K. K. ^{[1
]}

Bhattacharyya, S. ^{[1
,2
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Bhatt, N. ^{[1
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Yadav, K. K. ^{[1
,2
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Chandra, P. ^{[1
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Das, M. P. ^{[1
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Tickoo, A. K. ^{[3
]}

Rannot, R. C. ^{[1
]}

Kothari, M. ^{[1
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Gaur, K. K. ^{[1
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Goyal, A. ^{[3
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Kumar, N. ^{[1
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Marandi, P. ^{[1
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Agarwal, N. K. ^{[1
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Godambe, S. ^{[1
]}

Mankuzhiyil, N. ^{[1
]}

Sarkar, D. ^{[1
]}

Sharma, M. ^{[1
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Chouhan, N. ^{[1
]}

Borwankar, C. ^{[1
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Dhar, V. K. ^{[1
,2
]}

Koul, M. K. ^{[1
]}

Venugopal, K. ^{[1
]}

Kotwal, S. V. ^{[1
]}

Godiyal, S. ^{[1
]}

机构：

[1] Bhabha Atom Res Ctr, Astrophys Sci Div, Mumbai 400 085, India

[2] Homi Bhabha Natl Inst, Mumbai 400 094, India

[3] Bhabha Atom Res Ctr, Astrophys Sci Div, Mumbai 400085, India

来源：

ASTROPARTICLE PHYSICS | 2022年 / 139卷

关键词：

Galaxies; Flat Spectrum Radio Quasars; Individual; 3C; 279; Data analysis-Gamma-rays; General; GAMMA-RAY FLARE; LARGE-AREA TELESCOPE; FERMI-LAT; RADIO QUASARS; 2015; JUNE; ENERGY; EMISSION; BRIGHT; VARIABILITY; RADIATION;

D O I：

10.1016/j.astropartphys.2022.102687

中图分类号：

P1 [天文学];

学科分类号：

0704 ;

摘要：

We present a long-term multi-wavelength study of the flat spectrum radio quasar 3C 279 using near simultaneous observations available from July 01, 2012 and June 31, 2018 (MJD 56109-58301). The data set includes measurements from the TACTIC, Fermi-LAT, Swift-XRT, Swift-UVOT, SMARTS, Steward-SPOL, and OVRO. The TACTIC telescope has monitored the source 3C 279 for similar to 70 h between 2013 and 2018 in the energy range of > 0.85 TeV and yields null result. We have analysed the Fermi-LAT data to obtain the 5-day binned light curve in the energy range 0.1-300 GeV. One low and six high emission states are identified in the Fermi-LAT light curve. The high emission states are modelled with an exponential rise and decay time profile using 1-day averaged flux points and have been characterized as the asymmetric flares. The spectral analysis of near simultaneous X-ray and gamma-ray data from the Swift-XRT and Fermi-LAT respectively indicates harder when brighter trend during the high activity states. The time averaged broadband spectral energy distributions corresponding to the seven states are successfully reproduced under the framework of a simple one zone leptonic emission model with IR photons originating from the dusty torus as the dominant target for the inverse Compton scattering by the relativistic electrons. Results obtained from the broadband modelling suggest that the non-thermal emission region in the jet is above the broadline region. This is also supported by the average value of seed factor estimated using the derived model parameters. A positive correlation between the bulk Lorentz factor of the emission zone and average gamma-ray flux measurements for each state indicates that an increase in the bulk Lorentz factor can be the dominant cause for the observed flares from 3C 279. We also discuss the implications of the obtained model parameters in detail to understand the long-term behaviour of the source.

引用

页数：14

共 88 条

[1] THE SPECTRAL ENERGY DISTRIBUTION OF FERMI BRIGHT BLAZARS [J].

Abdo, A. A. ;

Ackermann, M. ;

Agudo, I. ;

Ajello, M. ;

Aller, H. D. ;

Aller, M. F. ;

Angelakis, E. ;

Arkharov, A. A. ;

Axelsson, M. ;

Bach, U. ;

Baldini, L. ;

Ballet, J. ;

Barbiellini, G. ;

Bastieri, D. ;

Baughman, B. M. ;

Bechtol, K. ;

Bellazzini, R. ;

Benitez, E. ;

Berdyugin, A. ;

Berenji, B. ;

Blandford, R. D. ;

Bloom, E. D. ;

Boettcher, M. ;

Bonamente, E. ;

Borgland, A. W. ;

Bregeon, J. ;

Brez, A. ;

Brigida, M. ;

Bruel, P. ;

Burnett, T. H. ;

Burrows, D. ;

Buson, S. ;

Caliandro, G. A. ;

Calzoletti, L. ;

Cameron, R. A. ;

Capalbi, M. ;

Caraveo, P. A. ;

Carosati, D. ;

Casandjian, J. M. ;

Cavazzuti, E. ;

Cecchi, C. ;

Celik, Oe. ;

Charles, E. ;

Chaty, S. ;

Chekhtman, A. ;

Chen, W. P. ;

Chiang, J. ;

Chincarini, G. ;

Ciprini, S. ;

Claus, R. .

ASTROPHYSICAL JOURNAL, 2010, 716 (01) :30-70

[2] MINUTE-TIMESCALE > 100 MeV γ-RAY VARIABILITY DURING THE GIANT OUTBURST OF QUASAR 3C 279 OBSERVED BY FERMI-LAT IN 2015 JUNE [J].

Ackermann, M. ;

Anantua, R. ;

Asano, K. ;

Baldini, L. ;

Barbiellini, G. ;

Bastieri, D. ;

Gonzalez, J. Becerra ;

Bellazzini, R. ;

Bissaldi, E. ;

Blandford, R. D. ;

Bloom, E. D. ;

Bonino, R. ;

Bottacini, E. ;

Bruel, P. ;

Buehler, R. ;

Caliandro, G. A. ;

Cameron, R. A. ;

Caragiulo, M. ;

Caraveo, P. A. ;

Cavazzuti, E. ;

Cecchi, C. ;

Cheung, C. C. ;

Chiang, J. ;

Chiaro, G. ;

Ciprini, S. ;

Cohen-Tanugi, J. ;

Costanza, F. ;

Cutini, S. ;

D'Ammando, F. ;

De Palma, F. ;

Desiante, R. ;

Digel, S. W. ;

Di Lalla, N. ;

Di Mauro, M. ;

Di Venere, L. ;

Drell, P. S. ;

Favuzzi, C. ;

Fegan, S. J. ;

Ferrara, E. C. ;

Fukazawa, Y. ;

Funk, S. ;

Fusco, P. ;

Gargano, F. ;

Gasparrini, D. ;

Giglietto, N. ;

Giordano, F. ;

Giroletti, M. ;

Grenier, I. A. ;

Guillemot, L. ;

Guiriec, S. .

ASTROPHYSICAL JOURNAL LETTERS, 2016, 824 (02)

[3] THE FERMI LARGE AREA TELESCOPE ON ORBIT: EVENT CLASSIFICATION, INSTRUMENT RESPONSE FUNCTIONS, AND CALIBRATION [J].

Ackermann, M. ;

Ajello, M. ;

Albert, A. ;

Allafort, A. ;

Atwood, W. B. ;

Axelsson, M. ;

Baldini, L. ;

Ballet, J. ;

Barbiellini, G. ;

Bastieri, D. ;

Bechtol, K. ;

Bellazzini, R. ;

Bissaldi, E. ;

Blandford, R. D. ;

Bloom, E. D. ;

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Borgland, A. W. ;

Bottacini, E. ;

Bouvier, A. ;

Brandt, T. J. ;

Bregeon, J. ;

Brigida, M. ;

Bruel, P. ;

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Burnett, T. H. ;

Buson, S. ;

Caliandro, G. A. ;

Cameron, R. A. ;

Caraveo, P. A. ;

Casandjian, J. M. ;

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Chekhtman, A. ;

Cheung, C. C. ;

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Ciprini, S. ;

Claus, R. ;

Cohen-Tanugi, J. ;

Conrad, J. ;

Corbet, R. ;

Cutini, S. ;

D'Ammando, F. ;

Davis, D. S. ;

de Angelis, A. ;

DeKlotz, M. ;

de Palma, F. .

ASTROPHYSICAL JOURNAL SUPPLEMENT SERIES, 2012, 203 (01)

[4] MAGIC observations and multifrequency properties of the flat spectrum radio quasar 3C 279 in 2011 [J].

Aeksic, J. ;

Ansoldi, S. ;

Antonelli, L. A. ;

Antoranz, P. ;

Babie, A. ;

Bangale, P. ;

de Almeida, E. Barres ;

Barrio, J. A. ;

Becerra Gonzalez, J. ;

Bednarek, W. ;

Berger, K. ;

Bernardini, E. ;

Biland, A. ;

Bianch, O. ;

Bock, R. K. ;

Bonnefoy, S. ;

Bormoli, G. ;

Borracci, F. ;

Bretz, T. ;

Carmona, E. ;

Carosi, A. ;

Fidalgo, D. Carreto ;

Colin, P. ;

Colombo, E. ;

Contreras, J. L. ;

Cortina, J. ;

Covino, S. ;

Da Vela, P. ;

Dazzi, F. ;

Angelis, A. De ;

De Caneva, G. ;

De Lotto, B. ;

Delgado Mendez, C. ;

Doert, M. ;

Dominguez, A. ;

Dominis Presters, D. ;

Dorner, D. ;

Doro, M. ;

Einecke, S. ;

Eisenacher, D. ;

Elsaesser, D. ;

Farina, E. ;

Ferenc, D. ;

Fonseca, M. V. ;

Font, L. ;

Frantzen, K. ;

Fruck, C. ;

Garcia Lopez, R. J. ;

Garczarczyki, M. ;

Garrido Terrats, D. .

ASTRONOMY & ASTROPHYSICS, 2014, 567

[5] Multiband optical variability of 3C 279 on diverse time-scales [J].

Agarwal, Aditi ;

Cellone, Sergio A. ;

Andruchow, Ileana ;

Mammana, Luis ;

Singh, Mridweeka ;

Anupama, G. C. ;

Mihov, B. ;

Raj, Ashish ;

Slavcheva-Mihova, L. ;

Ozdonmez, Aykut ;

Ege, Ergun .

MONTHLY NOTICES OF THE ROYAL ASTRONOMICAL SOCIETY, 2019, 488 (03) :4093-4105

[6] An exceptional very high energy gamma-ray flare of PKS 2155-304 [J].

Aharonian, F. ;

Akhperjanian, A. G. ;

Bazer-Bachi, A. R. ;

Behera, B. ;

Beilicke, M. ;

Benbow, W. ;

Berge, D. ;

Bernloehr, K. ;

Boisson, C. ;

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Boutelier, T. ;

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Brion, E. ;

Brown, A. M. ;

Buehler, R. ;

Buesching, I. ;

Bulik, T. ;

Carrigan, S. ;

Chadwick, P. M. ;

Clapson, A. C. ;

Chounet, L.-M. ;

Coignet, G. ;

Cornils, R. ;

Costamante, L. ;

Degrange, B. ;

Dickinson, H. J. ;

Djannati-Atai, A. ;

Domainko, W. ;

Drury, L. O'C. ;

Dubus, G. ;

Dyks, J. ;

Egberts, K. ;

Emmanoulopoulos, D. ;

Espigat, P. ;

Farnier, C. ;

Feinstein, F. ;

Fiasson, A. ;

Foerster, A. ;

Fontaine, G. ;

Funk, Seb. ;

Funk, S. ;

Fuessling, M. ;

Gallant, Y. A. ;

Giebels, B. ;

Glicenstein, J. F. ;

Glueck, B. ;

Goret, P. ;

Hadjichristidis, C. ;

Hauser, D. .

ASTROPHYSICAL JOURNAL, 2007, 664 (02) :L71-L74

[7] TeV gamma rays from BL Lac objects due to synchrotron radiation of extremely high energy protons [J].

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NEW ASTRONOMY, 2000, 5 (07) :377-395

[8] Very-high-energy gamma rays from a distant quasar:: How transparent is the universe? [J].

Albert, J. ;

Aliu, E. ;

Anderhub, H. ;

Antonelli, L. A. ;

Antoranz, P. ;

Backes, M. ;

Baixeras, C. ;

Barrio, J. A. ;

Bartko, H. ;

Bastieri, D. ;

Becker, J. K. ;

Bednarek, W. ;

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Bernardini, E. ;

Bigongiari, C. ;

Biland, A. ;

Bock, R. K. ;

Bonnoli, G. ;

Bordas, P. ;

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Bretz, T. ;

Britvitch, I. ;

Camara, M. ;

Carmona, E. ;

Chilingarian, A. ;

Commichau, S. ;

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Curtef, V. ;

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Delgado Mendez, C. ;

Dominguez, A. ;

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Doro, M. ;

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Fagiolini, M. ;

Ferenc, D. ;

Fernandez, E. ;

Firpo, R. ;

Fonseca, M. V. ;

Font, L. ;

Galante, N. .

SCIENCE, 2008, 320 (5884) :1752-1754

[9] MAGIC Observations and multiwavelength properties of the quasar 3C 279 in 2007 and 2009 [J].

Aleksic, J. ;

Antonelli, L. A. ;

Antoranz, P. ;

Backes, M. ;

Barrio, J. A. ;

Bastieri, D. ;

Becerra Gonzalez, J. ;

Bednarek, W. ;

Berdyugin, A. ;

Berger, K. ;

Bernardini, E. ;

Biland, A. ;

Blanch, O. ;

Bock, R. K. ;

Boller, A. ;

Bonnoli, G. ;

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Doro, M. ;

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Fonseca, M. V. ;

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Fruck, C. ;

Garcia Lopez, R. J. ;

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Garrido, D. ;

Giavitto, G. ;

Godinovic, N. ;

Hadasch, D. .

ASTRONOMY & ASTROPHYSICS, 2011, 530

[10] Synchrotron Gamma-Ray Emission Model of the Giant Outburst of Quasar 3C 279 in 2015 June: Fast Reconnection or Stochastic Acceleration with Electromagnetic Cascade? [J].

Asano, Katsuaki ;

Hayashida, Masaaki .

ASTROPHYSICAL JOURNAL, 2020, 890 (01)

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共 88 条

[1] THE SPECTRAL ENERGY DISTRIBUTION OF FERMI BRIGHT BLAZARS [J].

Abdo, A. A. ;

Ackermann, M. ;

Agudo, I. ;

Ajello, M. ;

Aller, H. D. ;

Aller, M. F. ;

Angelakis, E. ;

Arkharov, A. A. ;

Axelsson, M. ;

Bach, U. ;

Baldini, L. ;

Ballet, J. ;

Barbiellini, G. ;

Bastieri, D. ;

Baughman, B. M. ;

Bechtol, K. ;

Bellazzini, R. ;

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Berdyugin, A. ;

Berenji, B. ;

Blandford, R. D. ;

Bloom, E. D. ;

Boettcher, M. ;

Bonamente, E. ;

Borgland, A. W. ;

Bregeon, J. ;

Brez, A. ;

Brigida, M. ;

Bruel, P. ;

Burnett, T. H. ;

Burrows, D. ;

Buson, S. ;

Caliandro, G. A. ;

Calzoletti, L. ;

Cameron, R. A. ;

Capalbi, M. ;

Caraveo, P. A. ;

Carosati, D. ;

Casandjian, J. M. ;

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Chekhtman, A. ;

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Chiang, J. ;

Chincarini, G. ;

Ciprini, S. ;

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ASTROPHYSICAL JOURNAL, 2010, 716 (01) :30-70

[2] MINUTE-TIMESCALE > 100 MeV γ-RAY VARIABILITY DURING THE GIANT OUTBURST OF QUASAR 3C 279 OBSERVED BY FERMI-LAT IN 2015 JUNE [J].

Ackermann, M. ;

Anantua, R. ;

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Baldini, L. ;

Barbiellini, G. ;

Bastieri, D. ;

Gonzalez, J. Becerra ;

Bellazzini, R. ;

Bissaldi, E. ;

Blandford, R. D. ;

Bloom, E. D. ;

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Bottacini, E. ;

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Caragiulo, M. ;

Caraveo, P. A. ;

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Cheung, C. C. ;

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Chiaro, G. ;

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Costanza, F. ;

Cutini, S. ;

D'Ammando, F. ;

De Palma, F. ;

Desiante, R. ;

Digel, S. W. ;

Di Lalla, N. ;

Di Mauro, M. ;

Di Venere, L. ;

Drell, P. S. ;

Favuzzi, C. ;

Fegan, S. J. ;

Ferrara, E. C. ;

Fukazawa, Y. ;

Funk, S. ;

Fusco, P. ;

Gargano, F. ;

Gasparrini, D. ;

Giglietto, N. ;

Giordano, F. ;

Giroletti, M. ;

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[3] THE FERMI LARGE AREA TELESCOPE ON ORBIT: EVENT CLASSIFICATION, INSTRUMENT RESPONSE FUNCTIONS, AND CALIBRATION [J].

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Barbiellini, G. ;

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Bellazzini, R. ;

Bissaldi, E. ;

Blandford, R. D. ;

Bloom, E. D. ;

Bogart, J. R. ;

Bonamente, E. ;

Borgland, A. W. ;

Bottacini, E. ;

Bouvier, A. ;

Brandt, T. J. ;

Bregeon, J. ;

Brigida, M. ;

Bruel, P. ;

Buehler, R. ;

Burnett, T. H. ;

Buson, S. ;

Caliandro, G. A. ;

Cameron, R. A. ;

Caraveo, P. A. ;

Casandjian, J. M. ;

Cavazzuti, E. ;

Cecchi, C. ;

Celik, O. ;

Charles, E. ;

Chaves, R. C. G. ;

Chekhtman, A. ;

Cheung, C. C. ;

Chiang, J. ;

Ciprini, S. ;

Claus, R. ;

Cohen-Tanugi, J. ;

Conrad, J. ;

Corbet, R. ;

Cutini, S. ;

D'Ammando, F. ;

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DeKlotz, M. ;

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Antoranz, P. ;

Babie, A. ;

Bangale, P. ;

de Almeida, E. Barres ;

Barrio, J. A. ;

Becerra Gonzalez, J. ;

Bednarek, W. ;

Berger, K. ;

Bernardini, E. ;

Biland, A. ;

Bianch, O. ;

Bock, R. K. ;

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Borracci, F. ;

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Carosi, A. ;

Fidalgo, D. Carreto ;

Colin, P. ;

Colombo, E. ;

Contreras, J. L. ;

Cortina, J. ;

Covino, S. ;

Da Vela, P. ;

Dazzi, F. ;

Angelis, A. De ;

De Caneva, G. ;

De Lotto, B. ;

Delgado Mendez, C. ;

Doert, M. ;

Dominguez, A. ;

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Dorner, D. ;

Doro, M. ;

Einecke, S. ;

Eisenacher, D. ;

Elsaesser, D. ;

Farina, E. ;

Ferenc, D. ;

Fonseca, M. V. ;

Font, L. ;

Frantzen, K. ;

Fruck, C. ;

Garcia Lopez, R. J. ;

Garczarczyki, M. ;

Garrido Terrats, D. .

ASTRONOMY & ASTROPHYSICS, 2014, 567

[5] Multiband optical variability of 3C 279 on diverse time-scales [J].

Agarwal, Aditi ;

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Andruchow, Ileana ;

Mammana, Luis ;

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Anupama, G. C. ;

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Slavcheva-Mihova, L. ;

Ozdonmez, Aykut ;

Ege, Ergun .

MONTHLY NOTICES OF THE ROYAL ASTRONOMICAL SOCIETY, 2019, 488 (03) :4093-4105

[6] An exceptional very high energy gamma-ray flare of PKS 2155-304 [J].

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Akhperjanian, A. G. ;

Bazer-Bachi, A. R. ;

Behera, B. ;

Beilicke, M. ;

Benbow, W. ;

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Bernloehr, K. ;

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Buehler, R. ;

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Bulik, T. ;

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Chadwick, P. M. ;

Clapson, A. C. ;

Chounet, L.-M. ;

Coignet, G. ;

Cornils, R. ;

Costamante, L. ;

Degrange, B. ;

Dickinson, H. J. ;

Djannati-Atai, A. ;

Domainko, W. ;

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Dyks, J. ;

Egberts, K. ;

Emmanoulopoulos, D. ;

Espigat, P. ;

Farnier, C. ;

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Foerster, A. ;

Fontaine, G. ;

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Fuessling, M. ;

Gallant, Y. A. ;

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Hadjichristidis, C. ;

Hauser, D. .

ASTROPHYSICAL JOURNAL, 2007, 664 (02) :L71-L74

[7] TeV gamma rays from BL Lac objects due to synchrotron radiation of extremely high energy protons [J].

Aharonian, FA .

NEW ASTRONOMY, 2000, 5 (07) :377-395

[8] Very-high-energy gamma rays from a distant quasar:: How transparent is the universe? [J].

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Backes, M. ;

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Biland, A. ;

Bock, R. K. ;

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Bordas, P. ;

Bosch-Ramon, V. ;

Bretz, T. ;

Britvitch, I. ;

Camara, M. ;

Carmona, E. ;

Chilingarian, A. ;

Commichau, S. ;

Contreras, J. L. ;

Cortina, J. ;

Costado, M. T. ;

Covino, S. ;

Curtef, V. ;

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De Angelis, A. ;

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De Lotto, B. ;

De Maria, M. ;

De Sabata, F. ;

Delgado Mendez, C. ;

Dominguez, A. ;

Dorner, D. ;

Doro, M. ;

Errando, M. ;

Fagiolini, M. ;

Ferenc, D. ;

Fernandez, E. ;

Firpo, R. ;

Fonseca, M. V. ;

Font, L. ;

Galante, N. .

SCIENCE, 2008, 320 (5884) :1752-1754

[9] MAGIC Observations and multiwavelength properties of the quasar 3C 279 in 2007 and 2009 [J].

Aleksic, J. ;

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Backes, M. ;

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Bastieri, D. ;

Becerra Gonzalez, J. ;

Bednarek, W. ;

Berdyugin, A. ;

Berger, K. ;

Bernardini, E. ;

Biland, A. ;

Blanch, O. ;

Bock, R. K. ;

Boller, A. ;

Bonnoli, G. ;

Tridon, D. Borla ;

Braun, I. ;

Bretz, T. ;

Canellas, A. ;

Carmona, E. ;

Carosi, A. ;

Colin, P. ;

Colombo, E. ;

Contreras, J. L. ;

Cortina, J. ;

Cossio, L. ;

Covino, S. ;

Dazzi, F. ;

De Angelis, A. ;

De Cea del Pozo, E. ;

De Lotto, B. ;

Delgado Mendez, C. ;

Diago Ortega, A. ;

Doert, M. ;

Dominguez, A. ;

Prester, D. Dominis ;

Dorner, D. ;

Doro, M. ;

Elsaesser, D. ;

Ferenc, D. ;

Fonseca, M. V. ;

Font, L. ;

Fruck, C. ;

Garcia Lopez, R. J. ;

Garczarczyk, M. ;

Garrido, D. ;

Giavitto, G. ;

Godinovic, N. ;

Hadasch, D. .

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