Multiwavelength variability and correlation studies of Mrk 421 during historically low X-ray and $\gamma$-ray activity in 2015$-$2016 - Archive ouverte HAL Accéder directement au contenu
Article Dans Une Revue Monthly Notices of the Royal Astronomical Society Année : 2021

Multiwavelength variability and correlation studies of Mrk 421 during historically low X-ray and $\gamma$-ray activity in 2015$-$2016

V.A. Acciari , S. Ansoldi , L.A. Antonelli , K. Asano , A. Babić , B. Banerjee , A. Baquero , U. Barres de Almeida , J.A. Barrio , J. Becerra González , W. Bednarek , L. Bellizzi , E. Bernardini , M. Bernardos , A. Berti , J. Besenrieder , W. Bhattacharyya , C. Bigongiari , O. Blanch , G. Bonnoli , Z. Bošnjak , G. Busetto , R. Carosi , G. Ceribella , M. Cerruti , Y. Chai , A. Chilingarian , S. Cikota , S.M. Colak , E. Colombo , J.L. Contreras , J. Cortina , S. Covino , G. d'Amico , V. d'Elia , P. da Vela , F. Dazzi , A. de Angelis , B. de Lotto , M. Delfino , J. Delgado , C. Delgado Mendez , D. Depaoli , T. Di Girolamo , F. Di Pierro , L. Di Venere , E. Do Souto Espiñeira , D. Dominis Prester , A. Donini , M. Doro , V. Fallah Ramazani , A. Fattorini , G. Ferrara , L. Foffano , M.V. Fonseca , L. Font , C. Fruck , S. Fukami , R.J. García López , M. Garczarczyk , S. Gasparyan , M. Gaug , N. Giglietto , F. Giordano , P. Gliwny , N. Godinović , J.G. Green , D. Green , D. Hadasch , A. Hahn , L. Heckmann , J. Herrera , J. Hoang , D. Hrupec , M. Hütten , T. Inada , S. Inoue , K. Ishio , Y. Iwamura , J. Jormanainen , L. Jouvin , Y. Kajiwara , M. Karjalainen , D. Kerszberg , Y. Kobayashi , H. Kubo , J. Kushida , A. Lamastra , D. Lelas , F. Leone , E. Lindfors , S. Lombardi , F. Longo , M. López , R. López-Coto , A. López-Oramas , S. Loporchio , B. Machado de Oliveira Fraga , C. Maggio , P. Majumdar , M. Makariev , M. Mallamaci , G. Maneva , M. Manganaro , L. Maraschi , M. Mariotti , M. Martínez , D. Mazin , S. Mender , S. Mićanović , D. Miceli , T. Miener , M. Minev , J.M. Miranda , R. Mirzoyan , E. Molina , A. Moralejo , D. Morcuende , V. Moreno , E. Moretti , P. Munar-Adrover , V. Neustroev , C. Nigro , K. Nilsson , D. Ninci , K. Nishijima , K. Noda , S. Nozaki , Y. Ohtani , T. Oka , J. Otero-Santos , M. Palatiello , D. Paneque , R. Paoletti , J.M. Paredes , L. Pavletić , P. Peñil , C. Perennes , M. Persic , P.G. Prada Moroni , E. Prandini , C. Priyadarshi , I. Puljak , W. Rhode , M. Ribó , J. Rico , C. Righi , A. Rugliancich , L. Saha , N. Sahakyan , T. Saito , S. Sakurai , K. Satalecka , B. Schleicher , K. Schmidt , T. Schweizer , J. Sitarek , I. Šnidarić , D. Sobczynska , A. Spolon , A. Stamerra , D. Strom , M. Strzys , Y. Suda , T. Surić , M. Takahashi , F. Tavecchio , P. Temnikov , T. Terzić , M. Teshima , N. Torres-Albà , L. Tosti , S. Truzzi , J. van Scherpenberg , G. Vanzo , M. Vazquez Acosta , S. Ventura , V. Verguilov , C.F. Vigorito , V. Vitale , I. Vovk , M. Will , D. Zarić , A. Arbet-Engels , D. Baack , M. Balbo , M. Beck , N. Biederbeck , A. Biland , T. Bretz , K. Bruegge , J. Buss , D. Dorner , D. Elsaesser , D. Hildebrand , R. Iotov , M. Klinger , K. Mannheim , D. Neise , A. Neronov , M. Noethe , A. Paravac , W. Rhode , B. Schleicher , V. Sliusar , F. Theissen , R. Walter , Mwl Collaborators (1) , J. Valverde (1) , D. Horan (1) , M. Giroletti , M. Perri , F. Verrecchia , C. Leto , A.C. Sadun , J.W. Moody , M. Joner , A.P. Marscher , S.G. Jorstad , A. Lähteenmäki , M. Tornikoski , V. Ramakrishnan , E. Järvelä , R.J.C. Vera , S. Righini , A.Y. Lien
V.A. Acciari
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S. Ansoldi
L.A. Antonelli
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Résumé

We report a characterization of the multiband flux variability and correlations of the nearby (z = 0.031) blazar Markarian 421 (Mrk 421) using data from Metsähovi, Swift, Fermi-LAT, MAGIC, FACT, and other collaborations and instruments from 2014 November till 2016 June. Mrk 421 did not show any prominent flaring activity, but exhibited periods of historically low activity above 1 TeV (F_>1 TeV < 1.7 × 10^−12 ph cm^−2 s^−1) and in the 2–10 keV (X-ray) band (F|$_{2-10\, \mathrm{keV}}\lt 3.6\times 10^{-11}$| erg cm^−2 s^−1), during which the Swift-BAT data suggest an additional spectral component beyond the regular synchrotron emission. The highest flux variability occurs in X-rays and very high-energy (E > 0.1 TeV) γ-rays, which, despite the low activity, show a significant positive correlation with no time lag. The HR_keV and HR_TeV show the harder-when-brighter trend observed in many blazars, but the trend flattens at the highest fluxes, which suggests a change in the processes dominating the blazar variability. Enlarging our data set with data from years 2007 to 2014, we measured a positive correlation between the optical and the GeV emission over a range of about 60 d centred at time lag zero, and a positive correlation between the optical/GeV and the radio emission over a range of about 60 d centred at a time lag of |$43^{+9}_{-6}$| d. This observation is consistent with the radio-bright zone being located about 0.2 parsec downstream from the optical/GeV emission regions of the jet. The flux distributions are better described with a lognormal function in most of the energy bands probed, indicating that the variability in Mrk 421 is likely produced by a multiplicative process.

Dates et versions

hal-03070657 , version 1 (15-12-2020)

Identifiants

Citer

V.A. Acciari, S. Ansoldi, L.A. Antonelli, K. Asano, A. Babić, et al.. Multiwavelength variability and correlation studies of Mrk 421 during historically low X-ray and $\gamma$-ray activity in 2015$-$2016. Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, 2021, 504 (1), pp.1427-1451. ⟨10.1093/mnras/staa3727⟩. ⟨hal-03070657⟩
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