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T1  - Insights into the high-energy gamma-Ray emission of markarian 501 fromextensive multifrequency observations in the fermi era
JF  - The astrophysical journal : an international review of spectroscopy and astronomical physics
N2  - We report on the gamma-ray activity of the blazar Mrk 501 during the first 480 days of Fermi operation. We find that the average Large Area Telescope (LAT) gamma-ray spectrum of Mrk 501 can be well described by a single power-law function with a photon index of 1.78 +/- 0.03. While we observe relatively mild flux variations with the Fermi-LAT (within less than a factor of two), we detect remarkable spectral variability where the hardest observed spectral index within the LAT energy range is 1.52 +/- 0.14, and the softest one is 2.51 +/- 0.20. These unexpected spectral changes do not correlate with the measured flux variations above 0.3 GeV. In this paper, we also present the first results from the 4.5 month long multifrequency campaign (2009 March 15-August 1) on Mrk 501, which included the Very Long Baseline Array (VLBA), Swift, RXTE, MAGIC, and VERITAS, the F-GAMMA, GASP-WEBT, and other collaborations and instruments which provided excellent temporal and energy coverage of the source throughout the entire campaign. The extensive radio to TeV data set from this campaign provides us with the most detailed spectral energy distribution yet collected for this source during its relatively low activity. The average spectral energy distribution of Mrk 501 is well described by the standard one-zone synchrotron self-Compton (SSC) model. In the framework of this model, we find that the dominant emission region is characterized by a size less than or similar to 0.1 pc (comparable within a factor of few to the size of the partially resolved VLBA core at 15-43 GHz), and that the total jet power (similar or equal to 10(44) erg s(-1)) constitutes only a small fraction (similar to 10(-3)) of the Eddington luminosity. The energy distribution of the freshly accelerated radiating electrons required to fit the time-averaged data has a broken power-law form in the energy range 0.3 GeV-10 TeV, with spectral indices 2.2 and 2.7 below and above the break energy of 20 GeV. We argue that such a form is consistent with a scenario in which the bulk of the energy dissipation within the dominant emission zone of Mrk 501 is due to relativistic, proton-mediated shocks. We find that the ultrarelativistic electrons and mildly relativistic protons within the blazar zone, if comparable in number, are in approximate energy equipartition, with their energy dominating the jet magnetic field energy by about two orders of magnitude.
KW  - acceleration of particles
KW  - BL Lacertae objects: general
KW  - BL Lacertae objects: individual (Mrk 501)
KW  - galaxies: active
KW  - gamma rays: general
KW  - radiation mechanisms: non-thermal
Y1  - 2011
U6  - https://doi.org/10.1088/0004-637X/727/2/129
SN  - 0004-637X
VL  - 727
IS  - 2
PB  - IOP Publ. Ltd.
CY  - Bristol
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A1  - Wagner, S. J.
A1  - Ward, M.
A1  - White, R.
A1  - Wierzcholska, A.
A1  - Zacharias, M.
A1  - Zajczyk, A.
A1  - Zdziarski, A. A.
A1  - Zech, Alraune
A1  - Zechlin, H. -S.
A1  - Aleksic, J.
A1  - Antonelli, L. A.
A1  - Antoranz, P.
A1  - Backes, Michael
A1  - Barrio, J. A.
A1  - Bastieri, D.
A1  - Becerra Gonzalez, J.
A1  - Bednarek, W.
A1  - Berdyugin, A.
A1  - Berger, K.
A1  - Bernardini, E.
A1  - Biland, A.
A1  - Blanch Bigas, O.
A1  - Bock, R. K.
A1  - Boller, A.
A1  - Bonnoli, G.
A1  - Tridon, D. Borla
A1  - Braun, I.
A1  - Bretz, T.
A1  - Canellas, A.
A1  - Carmona, E.
A1  - Carosi, A.
A1  - Colin, P.
A1  - Colombo, E.
A1  - Contreras, J. L.
A1  - Cortina, J.
A1  - Cossio, L.
A1  - Covino, S.
A1  - Dazzi, F.
A1  - De Angelis, A.
A1  - De Cea del Pozo, E.
A1  - De Lotto, B.
A1  - Delgado Mendez, C.
A1  - Diago Ortega, A.
A1  - Doert, M.
A1  - Dominguez, A.
A1  - Prester, Dijana Dominis
A1  - Dorner, D.
A1  - Doro, M.
A1  - Elsaesser, D.
A1  - Ferenc, D.
A1  - Fonseca, M. V.
A1  - Font, L.
A1  - Fruck, C.
A1  - Garcia Lopez, R. J.
A1  - Garczarczyk, M.
A1  - Garrido, D.
A1  - Giavitto, G.
A1  - Godinovic, N.
A1  - Hadasch, D.
A1  - Haefner, D.
A1  - Herrero, A.
A1  - Hildebrand, D.
A1  - Hoehne-Moench, D.
A1  - Hose, J.
A1  - Hrupec, D.
A1  - Huber, B.
A1  - Jogler, T.
A1  - Klepser, S.
A1  - Kraehenbuehl, T.
A1  - Krause, J.
A1  - La Barbera, A.
A1  - Lelas, D.
A1  - Leonardo, E.
A1  - Lindfors, E.
A1  - Lombardi, S.
A1  - Lopez, M.
A1  - Lorenz, E.
A1  - Makariev, M.
A1  - Maneva, G.
A1  - Mankuzhiyil, N.
A1  - Mannheim, K.
A1  - Maraschi, L.
A1  - Mariotti, M.
A1  - Martinez, M.
A1  - Mazin, D.
A1  - Meucci, M.
A1  - Miranda, J. M.
A1  - Mirzoyan, R.
A1  - Miyamoto, H.
A1  - Moldon, J.
A1  - Moralejo, A.
A1  - Munar, P.
A1  - Nieto, D.
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A1  - Orito, R.
A1  - Oya, I.
A1  - Paneque, D.
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A1  - Pardo, S.
A1  - Paredes, J. M.
A1  - Partini, S.
A1  - Pasanen, M.
A1  - Pauss, F.
A1  - Perez-Torres, M. A.
A1  - Persic, M.
A1  - Peruzzo, L.
A1  - Pilia, M.
A1  - Pochon, J.
A1  - Prada, F.
A1  - Moroni, P. G. Prada
A1  - Prandini, E.
A1  - Puljak, I.
A1  - Reichardt, I.
A1  - Reinthal, R.
A1  - Rhode, W.
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A1  - Strah, N.
A1  - Suric, T.
A1  - Takalo, L.
A1  - Takami, H.
A1  - Tavecchio, F.
A1  - Temnikov, P.
A1  - Terzic, T.
A1  - Tescaro, D.
A1  - Teshima, M.
A1  - Thom, M.
A1  - Tibolla, O.
A1  - Torres, D. F.
A1  - Treves, A.
A1  - Vankov, H.
A1  - Vogler, P.
A1  - Wagner, R. M.
A1  - Weitzel, Q.
A1  - Zabalza, V.
A1  - Zandanel, F.
A1  - Zanin, R.
A1  - Arlen, T.
A1  - Aune, T.
A1  - Beilicke, M.
A1  - Benbow, W.
A1  - Bouvier, A.
A1  - Bradbury, S. M.
A1  - Buckley, J. H.
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A1  - Cannon, A.
A1  - Cesarini, A.
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A1  - Connolly, M. P.
A1  - Cui, W.
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A1  - Falcone, A.
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A1  - Gall, D.
A1  - Godambe, S.
A1  - Griffin, S.
A1  - Grube, J.
A1  - Gyuk, G.
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A1  - Orr, M.
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A1  - Park, N.
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A1  - Prokoph, H.
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A1  - Varlotta, A.
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A1  - Vivier, M.
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A1  - Harris, D. E.
A1  - Junor, W.
A1  - Kino, M.
A1  - Lee, N. P.
A1  - Ly, C.
A1  - Madrid, J.
A1  - Massaro, F.
A1  - Mundell, C. G.
A1  - Nagai, H.
A1  - Perlman, E. S.
A1  - Steele, I. A.
A1  - Walker, R. C.
A1  - Wood, D. L.
T1  - The 2010 very high energy gamma-ray flare and 10 years ofmulti-wavelength oservations of M 87
JF  - The astrophysical journal : an international review of spectroscopy and astronomical physics
N2  - The giant radio galaxy M 87 with its proximity (16 Mpc), famous jet, and very massive black hole ((3-6) x 10(9) M-circle dot) provides a unique opportunity to investigate the origin of very high energy (VHE; E > 100 GeV) gamma-ray emission generated in relativistic outflows and the surroundings of supermassive black holes. M 87 has been established as a VHE gamma-ray emitter since 2006. The VHE gamma-ray emission displays strong variability on timescales as short as a day. In this paper, results from a joint VHE monitoring campaign on M 87 by the MAGIC and VERITAS instruments in 2010 are reported. During the campaign, a flare at VHE was detected triggering further observations at VHE (H.E.S.S.), X-rays (Chandra), and radio (43 GHz Very Long Baseline Array, VLBA). The excellent sampling of the VHE gamma-ray light curve enables one to derive a precise temporal characterization of the flare: the single, isolated flare is well described by a two-sided exponential function with significantly different flux rise and decay times of tau(rise)(d) = (1.69 +/- 0.30) days and tau(decay)(d) = (0.611 +/- 0.080) days, respectively. While the overall variability pattern of the 2010 flare appears somewhat different from that of previous VHE flares in 2005 and 2008, they share very similar timescales (similar to day), peak fluxes (Phi(>0.35 TeV) similar or equal to (1-3) x 10(-11) photons cm(-2) s(-1)), and VHE spectra. VLBA radio observations of 43 GHz of the inner jet regions indicate no enhanced flux in 2010 in contrast to observations in 2008, where an increase of the radio flux of the innermost core regions coincided with a VHE flare. On the other hand, Chandra X-ray observations taken similar to 3 days after the peak of the VHE gamma-ray emission reveal an enhanced flux from the core (flux increased by factor similar to 2; variability timescale <2 days). The long-term (2001-2010) multi-wavelength (MWL) light curve of M 87, spanning from radio to VHE and including data from Hubble Space Telescope, Liverpool Telescope, Very Large Array, and European VLBI Network, is used to further investigate the origin of the VHE gamma-ray emission. No unique, common MWL signature of the three VHE flares has been identified. In the outer kiloparsec jet region, in particular in HST-1, no enhanced MWL activity was detected in 2008 and 2010, disfavoring it as the origin of the VHE flares during these years. Shortly after two of the three flares (2008 and 2010), the X-ray core was observed to be at a higher flux level than its characteristic range (determined from more than 60 monitoring observations: 2002-2009). In 2005, the strong flux dominance of HST-1 could have suppressed the detection of such a feature. Published models for VHE gamma-ray emission from M 87 are reviewed in the light of the new data.
KW  - galaxies: active
KW  - galaxies: individual (M 87)
KW  - galaxies: jets
KW  - galaxies: nuclei
KW  - gamma rays: galaxies
KW  - radiation mechanisms: non-thermal
Y1  - 2012
U6  - https://doi.org/10.1088/0004-637X/746/2/151
SN  - 0004-637X
VL  - 746
IS  - 2
PB  - IOP Publ. Ltd.
CY  - Bristol
ER  - 
TY  - JOUR
A1  - Ahnen, M. L.
A1  - Ansoldi, S.
A1  - Antonelli, L. A.
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A1  - Babic, A.
A1  - Banerjee, B.
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A1  - Barrio, J. A.
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A1  - De Angelis, A.
A1  - De Lotto, B.
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A1  - Di Pierro, F.
A1  - Doert, M.
A1  - Dominguez, A.
A1  - Prester, D. Dominis
A1  - Dorner, D.
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A1  - Elsaesser, D.
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A1  - Ramazani, V. Fallah
A1  - Fernandez-Barral, A.
A1  - Fidalgo, D.
A1  - Fonseca, M. V.
A1  - Font, L.
A1  - Frantzen, K.
A1  - Fruck, C.
A1  - Galindo, D.
A1  - Lopez, R. J. Garcia
A1  - Garczarczyk, M.
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A1  - Gaug, M.
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A1  - Krause, M.
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A1  - Pearson, R.
A1  - Yatsu, Y.
A1  - Mori, Y.
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A1  - Kovalev, Yu. A.
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A1  - Kadler, M.
A1  - Piner, G.
A1  - Lahteenmaki, A.
A1  - Tornikoski, M.
A1  - Angelakis, E.
A1  - Krichbaum, T. P.
A1  - Nestoras, I.
A1  - Fuhrmann, L.
A1  - Zensus, J. A.
A1  - Cassaro, P.
A1  - Orlati, A.
A1  - Maccaferri, G.
A1  - Leto, P.
A1  - Giroletti, M.
A1  - Richards, J. L.
A1  - Max-Moerbeck, W.
A1  - Readhead, A. C. S.
T1  - Multiband variability studies and novel broadband SED modeling of Mrk 501 in 2009
JF  - Astronomy and astrophysics : an international weekly journal
N2  - Aims. We present an extensive study of the BL Lac object Mrk 501 based on a data set collected during the multi-instrument campaign spanning from 2009 March 15 to 2009 August 1, which includes, among other instruments, MAGIC, VERITAS, Whipple 10 m, and Fermi-LAT to cover the gamma-ray range from 0.1 GeV to 20 TeV; RXTE and Swift to cover wavelengths from UV to hard X-rays; and GASP-WEBT, which provides coverage of radio and optical wavelengths. Optical polarization measurements were provided for a fraction of the campaign by the Steward and St. Petersburg observatories. We evaluate the variability of the source and interband correlations, the gamma-ray flaring activity occurring in May 2009, and interpret the results within two synchrotron self-Compton (SSC) scenarios. Methods. The multiband variability observed during the full campaign is addressed in terms of the fractional variability, and the possible correlations are studied by calculating the discrete correlation function for each pair of energy bands where the significance was evaluated with dedicated Monte Carlo simulations. The space of SSC model parameters is probed following a dedicated grid-scan strategy, allowing for a wide range of models to be tested and offering a study of the degeneracy of model-to-data agreement in the individual model parameters, hence providing a less biased interpretation than the "single-curve SSC model adjustment" typically reported in the literature. Results. We find an increase in the fractional variability with energy, while no significant interband correlations of flux changes are found on the basis of the acquired data set. The SSC model grid-scan shows that the flaring activity around May 22 cannot be modeled adequately with a one-zone SSC scenario (using an electron energy distribution with two breaks), while it can be suitably described within a two (independent) zone SSC scenario. Here, one zone is responsible for the quiescent emission from the averaged 4.5-month observing period, while the other one, which is spatially separated from the first, dominates the flaring emission occurring at X-rays and very-high-energy (> 100 GeV, VHE) gamma-rays. The flaring activity from May 1, which coincides with a rotation of the electric vector polarization angle (EVPA), cannot be satisfactorily reproduced by either a one-zone or a two-independent-zone SSC model, yet this is partially affected by the lack of strictly simultaneous observations and the presence of large flux changes on sub-hour timescales (detected at VHE gamma rays). Conclusions. The higher variability in the VHE emission and lack of correlation with the X-ray emission indicate that, at least during the 4.5-month observing campaign in 2009, the highest energy (and most variable) electrons that are responsible for the VHE gamma rays do not make a dominant contribution to the similar to 1 keV emission. Alternatively, there could be a very variable component contributing to the VHE gamma-ray emission in addition to that coming from the SSC scenario. The studies with our dedicated SSC grid-scan show that there is some degeneracy in both the one-zone and the two-zone SSC scenarios probed, with several combinations of model parameters yielding a similar model-to-data agreement, and some parameters better constrained than others. The observed gamma-ray flaring activity, with the EVPA rotation coincident with the first gamma-ray flare, resembles those reported previously for low frequency peaked blazars, hence suggesting that there are many similarities in the flaring mechanisms of blazars with different jet properties.
KW  - BL Lacertae objects: individual: Markarian 501
KW  - methods: data analysis
Y1  - 2017
U6  - https://doi.org/10.1051/0004-6361/201629540
SN  - 1432-0746
VL  - 603
PB  - EDP Sciences
CY  - Les Ulis
ER  - 
TY  - JOUR
A1  - Abeysekara, A. U.
A1  - Archambault, S.
A1  - Archer, A.
A1  - Benbow, Wystan
A1  - Bird, Ralph
A1  - Buchovecky, M.
A1  - Buckley, J. H.
A1  - Bugaev, V.
A1  - Byrum, K.
A1  - Cerruti, M.
A1  - Chen, X.
A1  - Ciupik, L.
A1  - Cui, W.
A1  - Dickinson, H. J.
A1  - Eisch, J. D.
A1  - Errando, M.
A1  - Falcone, A.
A1  - Feng, Q.
A1  - Finley, J. P.
A1  - Fleischhack, H.
A1  - Fortson, L.
A1  - Furniss, A.
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A1  - Grube, J.
A1  - Hutten, M.
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A1  - Hanna, D.
A1  - Holder, J.
A1  - Humensky, T. B.
A1  - Johnson, C. A.
A1  - Kaaret, P.
A1  - Kar, P.
A1  - Kertzman, M.
A1  - Kieda, D.
A1  - Krause, M.
A1  - Krennrich, F.
A1  - Kumar, S.
A1  - Lang, M. J.
A1  - Maier, G.
A1  - McArthur, S.
A1  - McCann, A.
A1  - Meagher, K.
A1  - Moriarty, P.
A1  - Mukherjee, R.
A1  - Nguyen, T.
A1  - Nieto, D.
A1  - Ong, R. A.
A1  - Otte, A. N.
A1  - Park, N.
A1  - Pelassa, V.
A1  - Pohl, Martin
A1  - Popkow, A.
A1  - Pueschel, Elisa
A1  - Quinn, J.
A1  - Ragan, K.
A1  - Reynolds, P. T.
A1  - Richards, G. T.
A1  - Roache, E.
A1  - Rulten, C.
A1  - Santander, M.
A1  - Sembroski, G. H.
A1  - Shahinyan, K.
A1  - Staszak, D.
A1  - Telezhinsky, Igor O.
A1  - Tucci, J. V.
A1  - Tyler, J.
A1  - Wakely, S. P.
A1  - Weiner, O. M.
A1  - Weinstein, A.
A1  - Wilhelm, Alina
A1  - Williams, D. A.
A1  - Fegan, S.
A1  - Giebels, B.
A1  - Horan, D.
A1  - Berdyugin, A.
A1  - Kuan, J.
A1  - Lindfors, E.
A1  - Nilsson, K.
A1  - Oksanen, A.
A1  - Prokoph, H.
A1  - Reinthal, R.
A1  - Takalo, L.
A1  - Zefi, F.
T1  - A Luminous and Isolated Gamma-Ray Flare from the Blazar B2 1215+30
JF  - The astrophysical journal : an international review of spectroscopy and astronomical physics
N2  - B2 1215+30 is a BL-Lac-type blazar that was first detected at TeV energies by the MAGIC atmospheric Cherenkov telescopes and subsequently confirmed by the Very Energetic Radiation Imaging Telescope Array System (VERITAS) observatory with data collected between 2009 and 2012. In 2014 February 08, VERITAS detected a large-amplitude flare from B2. 1215+30 during routine monitoring observations of the blazar 1ES. 1218+304, located in the same field of view. The TeV flux reached 2.4 times the Crab Nebula flux with a variability timescale of <3.6 hr. Multiwavelength observations with Fermi-LAT, Swift, and the Tuorla Observatory revealed a correlated high GeV flux state and no significant optical counterpart to the flare, with a spectral energy distribution where the gamma-ray luminosity exceeds the synchrotron luminosity. When interpreted in the framework of a onezone leptonic model, the observed emission implies a high degree of beaming, with Doppler factor delta > 10, and an electron population with spectral index p < 2.3.
KW  - BL Lacertae objects: individual (B2 1215+30, VER J1217+301)
KW  - galaxies: active
KW  - galaxies: jets
KW  - galaxies: nuclei
KW  - gamma rays: galaxies
Y1  - 2017
U6  - https://doi.org/10.3847/1538-4357/836/2/205
SN  - 0004-637X
SN  - 1538-4357
VL  - 836
IS  - 2
PB  - IOP Publ. Ltd.
CY  - Bristol
ER  -