Dissecting the long-term emission behaviour of the BL Lac object Mrk 421

被引:41
作者
Carnerero, M. I. [1 ]
Raiteri, C. M. [1 ]
Villata, M. [1 ]
Acosta-Pulido, J. A. [2 ,3 ]
Larionov, V. M. [4 ,5 ]
Smith, P. S. [6 ]
D'Ammando, F. [7 ,8 ]
Agudo, I. [9 ]
Arevalo, M. J. [2 ,3 ]
Bachev, R. [10 ,11 ]
Barnes, J. [12 ]
Boeva, S. [10 ,11 ]
Bozhilov, V. [13 ]
Carosati, D. [14 ,15 ]
Casadio, C. [16 ]
Chen, W. P. [17 ]
Damljanovic, G. [18 ]
Eswaraiah, E. [17 ]
Forne, E. [19 ]
Gantchev, G. [13 ]
Gomez, J. L. [9 ]
Gonzalez-Morales, P. A. [2 ,3 ]
Grinon-Marin, A. B. [2 ,3 ]
Grishina, T. S. [4 ]
Holden, M. [20 ]
Ibryamov, S. [10 ,11 ,21 ]
Joner, M. D. [20 ]
Jordan, B. [22 ]
Jorstad, S. G. [4 ,23 ]
Joshi, M. [23 ]
Kopatskaya, E. N. [4 ]
Koptelova, E. [17 ]
Kurtanidze, O. M. [24 ,25 ,26 ]
Kurtanidze, S. O. [24 ]
Larionova, E. G. [4 ]
Larionova, L. V. [4 ]
Latev, G. [10 ,11 ]
Lazaro, C. [2 ,3 ]
Ligustri, R. [27 ]
Lin, H. C. [17 ]
Marscher, A. P. [23 ]
Martinez-Lombilla, C. [2 ,3 ]
McBreen, B. [28 ]
Mihov, B. [10 ,11 ]
Molina, S. N. [9 ]
Moody, J. W. [20 ]
Morozova, D. A. [4 ]
Nikolashvili, M. G. [24 ]
Nilsson, K. [29 ]
Ovcharov, E. [13 ]
机构
[1] INAF, Osservatorio Astrofis Torino, Via Osservatorio 20, I-10025 Pino Torinese, Italy
[2] IAC, E-38200 Tenerife, Spain
[3] Univ La Laguna, Dept Astrofis, E-38205 San Cristobal la Laguna, Spain
[4] St Petersburg State Univ, Astron Inst, Univ Pr 28, St Petersburg 198504, Russia
[5] Pulkovo Observ, St Petersburg, Russia
[6] Univ Arizona, Steward Observ, Tucson, AZ 85721 USA
[7] INAF, Ist Radioastron, Via Gobetti 101, I-40129 Bologna, Italy
[8] Univ Bologna, DIFA, Viale B Pichat 6-2, I-40127 Bologna, Italy
[9] CSIC, Inst Astrofis Andalucia, Apartado 3004, E-18080 Granada, Spain
[10] Bulgarian Acad Sci, Inst Astron, 72 Tsarigradsko Shosse Blvd, BU-1784 Sofia, Bulgaria
[11] Bulgarian Acad Sci, NAO, 72 Tsarigradsko Shosse Blvd, BU-1784 Sofia, Bulgaria
[12] Salt Lake Community Coll, Dept Phys, Salt Lake City, UT 84070 USA
[13] Sofia Univ, Fac Phys, Dept Astron, BG-1164 Sofia, Bulgaria
[14] EPT Observ, E-38780 Tijarafe, La Palma, Spain
[15] TNG Fdn Galileo Galilei, INAF, E-38712 La Palma, Spain
[16] Max Planck Inst Radioastron, Hugel 69, D-53121 Bonn, Germany
[17] Natl Cent Univ, Grad Inst Astron, 300 Jhongda Rd, Jhongli 32001, Taoyuan County, Taiwan
[18] Astron Observ, Volgina 7, Belgrade 11060, Serbia
[19] Agrupacio Astronom Sabadell, E-08200 Sabadell, Spain
[20] Brigham Young Univ, Dept Phys & Astron, Provo, UT 84602 USA
[21] Univ Shumen, Dept Theoret & Appl Phys, Shumen 9712, Bulgaria
[22] Dublin Inst Adv Studies, Sch Cosm Phys, Dublin D02 XF86 2, Ireland
[23] Boston Univ, Inst Astrophys Res, 725 Common Wealth Ave, Boston, MA 02215 USA
[24] Abastumani Observ, Mt Kanobili 0301, Abastumani, Georgia
[25] Kazan Fed Univ, Engelhardt Astron Observ, Tatarstan 422526, Zelenodolsky Re, Russia
[26] Guangzhou Univ, Ctr Astrophys, Guangzhou 510006, Guangdong, Peoples R China
[27] Circolo Astrofili Talmassons, I-33030 Talmassons, Italy
[28] Univ Coll Dublin, Sch Phys, Dublin 4, Ireland
[29] Univ Turku, Finnish Ctr Astron ESO FINCA, FI-21500 Pukkio, Finland
[30] Southern Utah Univ, Dept Phys Sci, Cedar City, UT 84721 USA
[31] Osservatorio Astronom Sirio, Piazzale Anelli, I-70013 Castellana Grotte, Italy
[32] Cork Inst Technol, Cork T12 P928, Ireland
基金
美国国家科学基金会;
关键词
galaxies: active; BL Lacertae objects: general; BL Lacertae objects: individual: Mrk 421; galaxies: jets; ACTIVE GALACTIC NUCLEI; ALL-SKY SURVEY; LACERTAE OBJECTS; OPTICAL POLARIZATION; RADIO VARIABILITY; 3C; 454.3; TELESCOPE; BLAZARS; WEBT; VLBA;
D O I
10.1093/mnras/stx2185
中图分类号
P1 [天文学];
学科分类号
0704 ;
摘要
We report on long-term multiwavelength monitoring of blazar Mrk 421 by the GLAST-AGILE Support Program of the Whole Earth Blazar Telescope (GASP-WEBT) collaboration and Steward Observatory, and by the Swift and Fermi satellites. We study the source behaviour in the period 2007-2015, characterized by several extreme flares. The ratio between the optical, X-ray and gamma-ray fluxes is very variable. The gamma-ray flux variations show a fair correlation with the optical ones starting from 2012. We analyse spectropolarimetric data and find wavelength-dependence of the polarization degree (P), which is compatible with the presence of the host galaxy, and no wavelength dependence of the electric vector polarization angle (EVPA). Optical polarimetry shows a lack of simple correlation between P and flux and wide rotations of the EVPA. We build broad-band spectral energy distributions with simultaneous near-infrared and optical data from the GASP-WEBT and ultraviolet and X-ray data from the Swift satellite. They show strong variability in both flux and X-ray spectral shape and suggest a shift of the synchrotron peak up to a factor of similar to 50 in frequency. The interpretation of the flux and spectral variability is compatible with jet models including at least two emitting regions that can change their orientation with respect to the line of sight.
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[1]   FERMI LARGE AREA TELESCOPE OBSERVATIONS OF MARKARIAN 421: THE MISSING PIECE OF ITS SPECTRAL ENERGY DISTRIBUTION [J].
Abdo, A. A. ;
Ackermann, M. ;
Ajello, M. ;
Baldini, L. ;
Ballet, J. ;
Barbiellini, G. ;
Bastieri, D. ;
Bechtol, K. ;
Bellazzini, R. ;
Berenji, B. ;
Blandford, R. D. ;
Bloom, E. D. ;
Bonamente, E. ;
Borgland, A. W. ;
Bouvier, A. ;
Bregeon, J. ;
Brez, A. ;
Brigida, M. ;
Bruel, P. ;
Buehler, R. ;
Buson, S. ;
Caliandro, G. A. ;
Cameron, R. A. ;
Cannon, A. ;
Caraveo, P. A. ;
Carrigan, S. ;
Casandjian, J. M. ;
Cavazzuti, E. ;
Cecchi, C. ;
Celik, Oe. ;
Charles, E. ;
Chekhtman, A. ;
Chiang, J. ;
Ciprini, S. ;
Claus, R. ;
Cohen-Tanugi, J. ;
Conrad, J. ;
Cutini, S. ;
de Angelis, A. ;
de Palma, F. ;
Dermer, C. D. ;
do Couto e Silva, E. ;
Drell, P. S. ;
Dubois, R. ;
Dumora, D. ;
Escande, L. ;
Favuzzi, C. ;
Fegan, S. J. ;
Finke, J. ;
Focke, W. B. .
ASTROPHYSICAL JOURNAL, 2011, 736 (02)
[2]   FERMI LARGE AREA TELESCOPE THIRD SOURCE CATALOG [J].
Acero, F. ;
Ackermann, M. ;
Ajello, M. ;
Albert, A. ;
Atwood, W. B. ;
Axelsson, M. ;
Baldini, L. ;
Ballet, J. ;
Barbiellini, G. ;
Bastieri, D. ;
Belfiore, A. ;
Bellazzini, R. ;
Bissaldi, E. ;
Blandford, R. D. ;
Bloom, E. D. ;
Bogart, J. R. ;
Bonino, R. ;
Bottacini, E. ;
Bregeon, J. ;
Britto, R. J. ;
Bruel, P. ;
Buehler, R. ;
Burnett, T. H. ;
Buson, S. ;
Caliandro, G. A. ;
Cameron, R. A. ;
Caputo, R. ;
Caragiulo, M. ;
Caraveo, P. A. ;
Casandjian, J. M. ;
Cavazzuti, E. ;
Charles, E. ;
Chaves, R. C. G. ;
Chekhtman, A. ;
Cheung, C. C. ;
Chiang, J. ;
Chiaro, G. ;
Ciprini, S. ;
Claus, R. ;
Cohen-Tanugi, J. ;
Cominsky, L. R. ;
Conrad, J. ;
Cutini, S. ;
D'Ammando, F. ;
de Angelis, A. ;
DeKlotz, M. ;
de Palma, F. ;
Desiante, R. ;
Digel, S. W. ;
Di Venere, L. .
ASTROPHYSICAL JOURNAL SUPPLEMENT SERIES, 2015, 218 (02)
[3]   Observations of Mkn 421 in 2004 with HESS at large zenith angles [J].
Aharonian, F ;
Akhperjanian, AG ;
Aye, KM ;
Bazer-Bachi, AR ;
Beilicke, M ;
Benbow, W ;
Berge, D ;
Berghaus, P ;
Bernlöhr, K ;
Boisson, C ;
Bolz, O ;
Braun, I ;
Breitling, F ;
Brown, AM ;
Gordo, JB ;
Chadwick, PM ;
Chounet, LM ;
Cornils, R ;
Costamante, L ;
Degrange, B ;
Djannati-Ataï, A ;
Drury, LOC ;
Dubus, G ;
Emmanoulopoulos, D ;
Espigat, P ;
Feinstein, F ;
Fleury, P ;
Fontaine, G ;
Fuchs, Y ;
Funk, S ;
Gallant, YA ;
Giebels, B ;
Gillessen, S ;
Glicenstein, JF ;
Goret, P ;
Hadjichristidis, C ;
Hauser, M ;
Heinzelmann, G ;
Henri, G ;
Hermann, G ;
Hinton, JA ;
Hofmann, W ;
Holleran, M ;
Horns, D ;
de Jager, OC ;
Khélifi, B ;
Komin, N ;
Konopelko, A ;
Latham, IJ ;
Le Gallou, R .
ASTRONOMY & ASTROPHYSICS, 2005, 437 (01) :95-99
[4]   Long-term multi-wavelength variability and correlation study of Markarian 421 from 2007 to 2009 [J].
Ahnen, M. L. ;
Ansoldi, S. ;
Antonelli, L. A. ;
Antoranz, P. ;
Babic, A. ;
Banerjee, B. ;
Bangale, P. ;
de Almeida, U. Barres ;
Barrio, J. A. ;
Gonzalez, J. Becerra ;
Bednarek, W. ;
Bernardini, E. ;
Biasuzzi, B. ;
Bilandl, A. ;
Blanch, O. ;
Bonnefoy, S. ;
Bonnoli, G. ;
Borracci, F. ;
Bretz, T. ;
Buson, S. ;
Carosi, A. ;
Chatterjee, A. ;
Clavero, R. ;
Colin, P. ;
Colombo, E. ;
Contreras, J. L. ;
Cortina, J. ;
Covino, S. ;
da Vela, P. ;
Dazzi, F. ;
De Angelis, A. ;
De Lotto, B. ;
Wilhelmi, E. de Ona ;
Di Pierro, F. ;
Dominguez, A. ;
Prester, D. Dominis ;
Dorner, D. ;
Doro, M. ;
Einecke, S. ;
Glawion, D. Eisenacher ;
Elsaesser, D. ;
Fernandez-Barral, A. ;
Fidalgo, D. ;
Fonseca, M. V. ;
Font, L. ;
Frantzen, K. ;
Fruck, C. ;
Galindo, D. ;
Lopez, R. J. Garcia ;
Garczarczyk, M. .
ASTRONOMY & ASTROPHYSICS, 2016, 593
[5]   Investigating the peculiar emission from the new VHE gamma-ray source H1722+119 [J].
Ahnen, M. L. ;
Ansoldi, S. ;
Antonelli, L. A. ;
Antoranz, P. ;
Babic, A. ;
Banerjee, B. ;
Bangale, P. ;
de Almeida, U. Barres ;
Barrio, J. A. ;
Becerra Gonzalez, J. ;
Bednarek, W. ;
Bernardini, E. ;
Biasuzzi, B. ;
Biland, A. ;
Blanch, O. ;
Bonnefoy, S. ;
Bonnoli, G. ;
Borracci, F. ;
Bretz, T. ;
Buson, S. ;
Carosi, A. ;
Chatterjee, A. ;
Clavero, R. ;
Colin, P. ;
Colombo, E. ;
Contreras, J. L. ;
Cortina, J. ;
Covino, S. ;
Da Vela, P. ;
Dazzi, F. ;
De Angelis, A. ;
De Lotto, B. ;
Wilhelmi, E. de Ona ;
Di Pierro, F. ;
Doert, M. ;
Dominguez, A. ;
Prester, D. Dominis ;
Dorner, D. ;
Doro, M. ;
Einecke, S. ;
Glawion, D. Eisenacher ;
Elsaesser, D. ;
Ramazani, V. Fallah ;
Fernandez-Barral, A. ;
Fidalgo, D. ;
Fonseca, M. V. ;
Font, L. ;
Frantzen, K. ;
Fruck, C. ;
Galindo, D. .
MONTHLY NOTICES OF THE ROYAL ASTRONOMICAL SOCIETY, 2016, 459 (03) :3271-3281
[6]   Observations of Markarian 421 with the MAGIC telescope [J].
Albert, J. ;
Aliu, E. ;
Anderhub, H. ;
Antoranz, P. ;
Armada, A. ;
Asensio, M. ;
Baixeras, C. ;
Barrio, J. A. ;
Bartko, H. ;
Bastieri, D. ;
Becker, J. ;
Bednarek, W. ;
Berger, K. ;
Bigongiari, C. ;
Biland, A. ;
Bock, R. K. ;
Bordas, P. ;
Bosch-Ramon, V. ;
Bretz, T. ;
Britvitch, I. ;
Camara, M. ;
Carmona, E. ;
Chilingarian, A. ;
Ciprini, S. ;
Coarasa, J. A. ;
Commichau, S. ;
Contreras, J. L. ;
Cortina, J. ;
Curtef, V. ;
Danielyan, V. ;
Dazzi, F. ;
De Angelis, A. ;
de los Reyes, R. ;
De Lotto, B. ;
Domingo-Santamaria, E. ;
Dorner, D. ;
Doro, M. ;
Errando, M. ;
Fagiolini, M. ;
Ferenc, D. ;
Fernandez, E. ;
Firpo, R. ;
Flix, J. ;
Fonseca, M. V. ;
Font, L. ;
Fuchs, M. ;
Galante, N. ;
Garczarczyk, M. ;
Gaug, M. ;
Giller, M. .
ASTROPHYSICAL JOURNAL, 2007, 663 (01) :125-138
[7]   Unprecedented study of the broadband emission of Mrk 421 during flaring activity in March 2010 [J].
Aleksi, J. ;
Ansoldi, S. ;
Antonelli, L. A. ;
Antoranz, P. ;
Babic, A. ;
Bangale, P. ;
de Almeida, U. Barres ;
Barrio, J. A. ;
Gonzalez, J. Becerra ;
Bednarek, W. ;
Bernardini, E. ;
Biasuzzi, B. ;
Biland, A. ;
Blanch, O. ;
Boller, A. ;
Bonnefoy, S. ;
Bonnoli, G. ;
Borracci, F. ;
Bretz, T. ;
Carmona, E. ;
Carosi, A. ;
Colin, P. ;
Colombo, E. ;
Contreras, J. L. ;
Cortina, J. ;
Covino, S. ;
Da Vela, P. ;
Dazzi, F. ;
De Angelis, A. ;
De Caneva, G. ;
De Lotto, B. ;
Wilhelmi, E. de Ona ;
Mendez, C. Delgado ;
Prester, D. Dominis ;
Dorner, D. ;
Doro, M. ;
Einecke, S. ;
Eisenacher, D. ;
Elsaesser, D. ;
Fonseca, M. V. ;
Font, L. ;
Frantzen, K. ;
Fruck, C. ;
Galindo, D. ;
Lopez, R. J. Garcia ;
Garczarczyk, M. ;
Terrats, D. Garrido ;
Gaug, M. ;
Godinovic, N. ;
Munoz, A. Gonzalez .
ASTRONOMY & ASTROPHYSICS, 2015, 578
[8]   The 2009 multiwavelength campaign on Mrk 421: Variability and correlation studies [J].
Aleksic, J. ;
Ansokli, S. ;
Antonelli, L. A. ;
Antoranz, P. ;
Babic, A. ;
Bangale, P. ;
de Almeida, U. Barres ;
Barrio, J. A. ;
Gonzalez, J. Becerra ;
Bednarek, W. ;
Berger, K. ;
Bernardini, E. ;
Bilandli, A. ;
Bianch, O. ;
Bock, R. K. ;
Bonnefoy, S. ;
Bonnoli, 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. ;
De Angelis, A. ;
De Caneva, G. ;
De Lotto, B. ;
Delgado Mendez, C. ;
Doert, M. ;
Dominguez, A. ;
Prester, D. Dominis ;
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, 2015, 576
[9]   Mrk 421 active state in 2008: the MAGIC view, simultaneous multi-wavelength observations and SSC model constrained [J].
Aleksic, J. ;
Alvarez, E. A. ;
Antonelli, L. A. ;
Antoranz, P. ;
Asensio, M. ;
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. ;
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 Caneva, G. ;
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. .
ASTRONOMY & ASTROPHYSICS, 2012, 542
[10]  
Atwood W., 2013, PROC OF THE 4TH FERM