Connection between optical and γ-ray variability in blazars

被引：62

作者：

Hovatta, T. ^{[1
]}

Pavlidou, V. ^{[2
,3
]}

King, O. G. ^{[1
]}

Mahabal, A. ^{[4
]}

Sesar, B. ^{[4
]}

Dancikova, R. ^{[4
]}

Djorgovski, S. G. ^{[4
]}

Drake, A. ^{[4
]}

Laher, R. ^{[5
]}

Levitan, D. ^{[4
]}

Max-Moerbeck, W. ^{[6
]}

Ofek, E. O. ^{[7
]}

Pearson, T. J. ^{[1
]}

Prince, T. A. ^{[4
]}

Readhead, A. C. S. ^{[1
]}

Richards, J. L. ^{[8
]}

Surace, J. ^{[5
]}

机构：

[1] CALTECH, Cahill Ctr Astron & Astrophys, Pasadena, CA 91125 USA

[2] Univ Crete, Dept Phys, GR-71003 Iraklion, Greece

[3] Fdn Res & Technol Hellas, IESL, GR-71110 Iraklion, Crete, Greece

[4] CALTECH, Div Phys Math & Astron, Pasadena, CA 91125 USA

[5] CALTECH, Spitzer Sci Ctr, Pasadena, CA 91125 USA

[6] Natl Radio Astron Observ, Socorro, NM 87801 USA

[7] Weizmann Inst Sci, Fac Phys, Benoziyo Ctr Astrophys, IL-76100 Rehovot, Israel

[8] Purdue Univ, Dept Phys, W Lafayette, IN 47907 USA

来源：

MONTHLY NOTICES OF THE ROYAL ASTRONOMICAL SOCIETY | 2014年 / 439卷 / 01期

基金：

美国国家航空航天局; 美国国家科学基金会;

关键词：

galaxies: active; BL Lacertae objects: general; galaxies: jets; quasars: general; LARGE-AREA TELESCOPE; ACTIVE GALACTIC NUCLEI; SPECTRAL ENERGY-DISTRIBUTION; TIME TRANSIENT SURVEY; BL LACERTAE OBJECTS; SELF-COMPTON MODEL; DIGITAL SKY SURVEY; BRIGHT BLAZARS; PKS; 1510-089; X-RAY;

D O I：

10.1093/mnras/stt2494

中图分类号：

P1 [天文学];

学科分类号：

0704 ;

摘要：

We use optical data from the Palomar Transient Factory (PTF) and the Catalina Real-Time Transient Survey (CRTS) to study the variability of gamma-ray-detected and non-detected objects in a large population of active galactic nuclei selected from the Candidate Gamma-Ray Blazar Survey and Fermi Gamma-Ray Space Telescope catalogues. Our samples include 714 sources with PTF data and 1244 sources with CRTS data. We calculate the intrinsic modulation index to quantify the optical variability amplitude in these samples. We find the gamma-ray-detected objects to be more variable than the non-detected ones. The flat spectrum radio quasars (FSRQs) are more variable than the BL Lac objects in our sample, but the significance of the difference depends on the sample used. When dividing the objects based on their synchrotron peak frequency, we find the low synchrotron peaked (LSP) objects to be significantly more variable than the high synchrotron peaked (HSP) ones, explaining the difference between the FSRQs and BL Lacs. This could be due to the LSPs being observed near their electron energy peak, while in the HSPs the emission is caused by lower energy electrons, which cool more slowly. We also find a significant correlation between the optical and gamma-ray fluxes that is stronger in the HSP BL Lacs than in the FSRQs. The FSRQs in our sample are also more Compton dominated than the HSP BL Lacs. These findings are consistent with models where the gamma-ray emission of HSP objects is produced by the synchrotron self-Compton mechanism, while the LSP objects need an additional external Compton component that increases the scatter in the flux-flux correlation.

引用

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页数：13

共 79 条

[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] 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

[3] THE FIRST CATALOG OF ACTIVE GALACTIC NUCLEI DETECTED BY THE FERMI LARGE AREA TELESCOPE [J].

Abdo, A. A. ;

Ackermann, M. ;

Ajello, M. ;

Allafort, A. ;

Antolini, E. ;

Atwood, W. B. ;

Axelsson, M. ;

Baldini, L. ;

Ballet, J. ;

Barbiellini, G. ;

Bastieri, D. ;

Baughman, B. M. ;

Bechtol, K. ;

Bellazzini, R. ;

Berenji, B. ;

Blandford, R. D. ;

Bloom, E. D. ;

Bogart, J. R. ;

Bonamente, E. ;

Borgland, A. W. ;

Bouvier, A. ;

Bregeon, J. ;

Brez, A. ;

Brigida, M. ;

Bruel, P. ;

Buehler, R. ;

Burnett, T. H. ;

Buson, S. ;

Caliandro, G. A. ;

Cameron, R. A. ;

Cannon, A. ;

Caraveo, P. A. ;

Carrigan, S. ;

Casandjian, J. M. ;

Cavazzuti, E. ;

Cecchi, C. ;

Celik, Oe. ;

Celotti, A. ;

Charles, E. ;

Chekhtman, A. ;

Chen, A. W. ;

Cheung, C. C. ;

Chiang, J. ;

Ciprini, S. ;

Claus, R. ;

Cohen-Tanugi, J. ;

Conrad, J. ;

Costamante, L. ;

Cotter, G. ;

Cutini, S. .

ASTROPHYSICAL JOURNAL, 2010, 715 (01) :429-457

[4] A change in the optical polarization associated with a γ-ray flare in the blazar 3C 279 [J].

Abdo, A. A. ;

Ackermann, M. ;

Ajello, M. ;

Axelsson, M. ;

Baldini, L. ;

Ballet, J. ;

Barbiellini, G. ;

Bastieri, D. ;

Baughman, B. M. ;

Bechtol, K. ;

Bellazzini, R. ;

Berenji, B. ;

Blandford, R. D. ;

Bloom, E. D. ;

Bock, D. C. -J. ;

Bogart, J. R. ;

Bonamente, E. ;

Borgland, A. W. ;

Bouvier, A. ;

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Chekhtman, A. ;

Cheung, C. C. ;

Chiang, J. ;

Ciprini, S. ;

Claus, R. ;

Cohen-Tanugi, J. ;

Collmar, W. ;

Cominsky, L. R. ;

Conrad, J. ;

Corbel, S. ;

Corbet, R. ;

Costamante, L. ;

Cutini, S. ;

Dermer, C. D. ;

de Angelis, A. ;

de Palma, F. ;

Digel, S. W. ;

do Couto e Silva, E. .

NATURE, 2010, 463 (7283) :919-923

[5] A STATISTICAL APPROACH TO RECOGNIZING SOURCE CLASSES FOR UNASSOCIATED SOURCES IN THE FIRST FERMI-LAT CATALOG [J].

Ackermann, M. ;

Ajello, M. ;

Allafort, A. ;

Antolini, E. ;

Baldini, L. ;

Ballet, J. ;

Barbiellini, G. ;

Bastieri, D. ;

Bellazzini, R. ;

Berenji, B. ;

Blandford, R. D. ;

Bloom, E. D. ;

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Borgland, A. W. ;

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Brandt, T. J. ;

Bregeon, J. ;

Brigida, M. ;

Bruel, P. ;

Buehler, R. ;

Burnett, T. H. ;

Buson, S. ;

Caliandro, G. A. ;

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Caraveo, P. A. ;

Casandjian, J. M. ;

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Celik, O. ;

Charles, E. ;

Chekhtman, A. ;

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Dermer, C. D. ;

do Couto e Silva, E. ;

Drell, P. S. ;

Drlica-Wagner, A. ;

Dubois, R. ;

Enoto, T. ;

Favuzzi, C. .

ASTROPHYSICAL JOURNAL, 2012, 753 (01)

[6] MULTI-WAVELENGTH OBSERVATIONS OF BLAZAR AO 0235+164 IN THE 2008-2009 FLARING STATE [J].

Ackermann, M. ;

Ajello, M. ;

Ballet, J. ;

Barbiellini, G. ;

Bastieri, D. ;

Bellazzini, R. ;

Blandford, R. D. ;

Bloom, E. D. ;

Bonamente, E. ;

Borgland, A. W. ;

Bottacini, E. ;

Bregeon, J. ;

Brigida, M. ;

Bruel, P. ;

Buehler, R. ;

Buson, S. ;

Caliandro, G. A. ;

Cameron, R. A. ;

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Casandjian, J. M. ;

Cavazzuti, E. ;

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Charles, E. ;

Chekhtman, A. ;

Chiang, J. ;

Ciprini, S. ;

Claus, R. ;

Cohen-Tanugi, J. ;

Cutini, S. ;

D'Ammando, F. ;

de Palma, F. ;

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Drlica-Wagner, A. ;

Dubois, R. ;

Favuzzi, C. ;

Fegan, S. J. ;

Ferrara, E. C. ;

Focke, W. B. ;

Fortin, P. ;

Fuhrmann, L. ;

Fukazawa, Y. ;

Fusco, P. ;

Gargano, F. ;

Gasparrini, D. ;

Gehrels, N. ;

Germani, S. ;

Giglietto, N. ;

Giommi, P. .

ASTROPHYSICAL JOURNAL, 2012, 751 (02)

[7] THE SECOND CATALOG OF ACTIVE GALACTIC NUCLEI DETECTED BY THE FERMI LARGE AREA TELESCOPE [J].

Ackermann, M. ;

Ajello, M. ;

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Blandford, R. D. ;

Bloom, E. D. ;

Bonamente, E. ;

Borgland, A. W. ;

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Bouvier, A. ;

Bregeon, J. ;

Brigida, M. ;

Bruel, P. ;

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Caliandro, G. A. ;

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Costamante, L. ;

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Dermer, C. D. ;

Digel, S. W. ;

do Couto e Silva, E. ;

Drell, P. S. ;

Dubois, R. ;

Escande, L. ;

Favuzzi, C. ;

Fegan, S. J. .

ASTROPHYSICAL JOURNAL, 2011, 743 (02)

[8] LOCATION OF γ-RAY FLARE EMISSION IN THE JET OF THE BL LACERTAE OBJECT OJ287 MORE THAN 14 pc FROM THE CENTRAL ENGINE [J].

Agudo, Ivan ;

Jorstad, Svetlana G. ;

Marscher, Alan P. ;

Larionov, Valeri M. ;

Gomez, Jose L. ;

Lahteenmaki, Anne ;

Gurwell, Mark ;

Smith, Paul S. ;

Wiesemeyer, Helmut ;

Thum, Clemens ;

Heidt, Jochen ;

Blinov, Dmitriy A. ;

D'Arcangelo, Francesca D. ;

Hagen-Thorn, Vladimir A. ;

Morozova, Daria A. ;

Nieppola, Elina ;

Roca-Sogorb, Mar ;

Schmidt, Gary D. ;

Taylor, Brian ;

Tornikoski, Merja ;

Troitsky, Ivan S. .

ASTROPHYSICAL JOURNAL LETTERS, 2011, 726 (01)

[9] PEARSON-READHEAD SURVEY SOURCES - PROPERTIES OF THE CENTIMETER-WAVELENGTH FLUX AND POLARIZATION OF A COMPLETE RADIO SAMPLE [J].

ALLER, MF ;

ALLER, HD ;

HUGHES, PA .

ASTROPHYSICAL JOURNAL, 1992, 399 (01) :16-28

[10]

[Anonymous], 1974, MNRAS

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共 79 条

[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. ;

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Berenji, B. ;

Blandford, R. D. ;

Bloom, E. D. ;

Bonamente, E. ;

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Bouvier, A. ;

Bregeon, J. ;

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Cameron, R. A. ;

Cannon, A. ;

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Carrigan, S. ;

Casandjian, J. M. ;

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Cecchi, C. ;

Celik, Oe. ;

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Chekhtman, A. ;

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do Couto e Silva, E. ;

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Escande, L. ;

Favuzzi, C. ;

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ASTROPHYSICAL JOURNAL, 2011, 736 (02)

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

Abdo, A. A. ;

Ackermann, M. ;

Agudo, I. ;

Ajello, M. ;

Aller, H. D. ;

Aller, M. F. ;

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Arkharov, A. A. ;

Axelsson, M. ;

Bach, U. ;

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Ballet, J. ;

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Baughman, B. M. ;

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Berdyugin, A. ;

Berenji, B. ;

Blandford, R. D. ;

Bloom, E. D. ;

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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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Chincarini, G. ;

Ciprini, S. ;

Claus, R. .

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

[3] THE FIRST CATALOG OF ACTIVE GALACTIC NUCLEI DETECTED BY THE FERMI LARGE AREA TELESCOPE [J].

Abdo, A. A. ;

Ackermann, M. ;

Ajello, M. ;

Allafort, A. ;

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Carrigan, S. ;

Casandjian, J. M. ;

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ASTROPHYSICAL JOURNAL, 2010, 715 (01) :429-457

[4] A change in the optical polarization associated with a γ-ray flare in the blazar 3C 279 [J].

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Bastieri, D. ;

Baughman, B. M. ;

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Bellazzini, R. ;

Berenji, B. ;

Blandford, R. D. ;

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Bogart, J. R. ;

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Ciprini, S. ;

Claus, R. ;

Cohen-Tanugi, J. ;

Collmar, W. ;

Cominsky, L. R. ;

Conrad, J. ;

Corbel, S. ;

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Costamante, L. ;

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Dermer, C. D. ;

de Angelis, A. ;

de Palma, F. ;

Digel, S. W. ;

do Couto e Silva, E. .

NATURE, 2010, 463 (7283) :919-923

[5] A STATISTICAL APPROACH TO RECOGNIZING SOURCE CLASSES FOR UNASSOCIATED SOURCES IN THE FIRST FERMI-LAT CATALOG [J].

Ackermann, M. ;

Ajello, M. ;

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Antolini, E. ;

Baldini, L. ;

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Barbiellini, G. ;

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Bellazzini, R. ;

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do Couto e Silva, E. ;

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Drlica-Wagner, A. ;

Dubois, R. ;

Enoto, T. ;

Favuzzi, C. .

ASTROPHYSICAL JOURNAL, 2012, 753 (01)

[6] MULTI-WAVELENGTH OBSERVATIONS OF BLAZAR AO 0235+164 IN THE 2008-2009 FLARING STATE [J].

Ackermann, M. ;

Ajello, M. ;

Ballet, J. ;

Barbiellini, G. ;

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Fegan, S. J. ;

Ferrara, E. C. ;

Focke, W. B. ;

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ASTROPHYSICAL JOURNAL, 2012, 751 (02)

[7] THE SECOND CATALOG OF ACTIVE GALACTIC NUCLEI DETECTED BY THE FERMI LARGE AREA TELESCOPE [J].

Ackermann, M. ;

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Caliandro, G. A. ;

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Caraveo, P. A. ;

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