Characterizing the γ-ray long-term variability of PKS 2155−304   with H.E.S.S. and Fermi-LAT

H. Abdalla; P. Aubert; Jill Chevalier; A. Fiasson; F. Krayzel; G. Lamanna; J.P. Lees; G. Maurin; Q. Piel; S. Rosier-Lees; D.A. Sanchez; T. Vuillaume; J. Bolmont; M. Cerruti; R. Chalme-Calvet; M. Chétien; A. Jacholkowska; D. Kerszberg; M. Kieffer; J.-P. Lenain; C. Perennes; M. Settimo; J.-P. Tavernet; P. Vincent; J. Bregeon; R.C.G. Chaves; J. Devin; Alexandre Marcowith; Y.A. Gallant; M. Padovani; Matthieu Renaud; George Vasileiadis; J. Carr; C. Trichard; J. Niemiec; J.-P. Ernenwein; F. Brun; B. Condon; M.-H. Grondin; H. Laffon; S. Fegan; B. Degrange; M. Lemoine-Goumard; B. Giebels; G. Fontaine; M. Holler; C. Mariaud; M. De Naurois; F. Zefi; D. Zaborov; A. Djannati-Ataï; B. Khélifi; S. Gabici; L. Jouvin; A. Lemière; S. Pita; M. Punch; T. Tavernier; R. Terrier; M. Arrieta; C. Boisson; O. Hervet; J. Lefaucheur; Helene Sol; C. Rulten; A. Zech

doi:10.1051/0004-6361/201629419

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Characterizing the γ-ray long-term variability of PKS 2155−304 with H.E.S.S. and Fermi-LAT

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Characterizing the γ-ray long-term variability of PKS 2155−304 with H.E.S.S. and Fermi-LAT

H. Abdalla, P. Aubert, Jill Chevalier, A. Fiasson, F. Krayzel, G. Lamanna, J.P. Lees, G. Maurin, Q. Piel, S. Rosier-Lees, …

Astronomy & Astrophysics - A&A, Vol.598

2017

DOI: https://doi.org/10.1051/0004-6361/201629419

Résumé

galaxies: active

BL Lacertae objects: individual: PKS 2155-304

gamma rays: galaxies

galaxies: jets

galaxies: nuclei

radiation mechanisms: non-thermal

Studying the temporal variability of BL Lac objects at the highest energies provides unique insights into the extreme physical processes occurring in relativistic jets and in the vicinity of super-massive black holes. To this end, the long-term variability of the BL Lac object PKS 2155−304 is analyzed in the high (HE, 100 MeV < E < 300 GeV) and very high energy (VHE, E > 200 GeV) γ-ray domain. Over the course of ~9 yr of H.E.S.S. observations the VHE light curve in the quiescent state is consistent with a log-normal behavior. The VHE variability in this state is well described by flicker noise (power-spectral-density index βVHE = 1.10+0.10-0.13) on timescales larger than one day. An analysis of ~5.5 yr of HE Fermi-LAT data gives consistent results (βHE = 1.20+0.21-0.23, on timescales larger than 10 days) compatible with the VHE findings. The HE and VHE power spectral densities show a scale invariance across the probed time ranges. A direct linear correlation between the VHE and HE fluxes could neither be excluded nor firmly established. These long-term-variability properties are discussed and compared to the red noise behavior (β ~ 2) seen on shorter timescales during VHE-flaring states. The difference in power spectral noise behavior at VHE energies during quiescent and flaring states provides evidence that these states are influenced by different physical processes, while the compatibility of the HE and VHE long-term results is suggestive of a common physical link as it might be introduced by an underlying jet-disk connection.

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Détails

Titre: Characterizing the γ-ray long-term variability of PKS 2155−304 with H.E.S.S. and Fermi-LAT
Créateurs - sans rôle: H. Abdalla
P. Aubert - Laboratoire d’Annecy de Physique des Particules
Jill Chevalier - Laboratoire d’Annecy de Physique des Particules
A. Fiasson - Laboratoire d’Annecy de Physique des Particules
F. Krayzel - Laboratoire d’Annecy de Physique des Particules
G. Lamanna - Laboratoire d’Annecy de Physique des Particules
J.P. Lees - Laboratoire d’Annecy de Physique des Particules
G. Maurin - Laboratoire d’Annecy de Physique des Particules
Q. Piel - Laboratoire d’Annecy de Physique des Particules
S. Rosier-Lees - Laboratoire d’Annecy de Physique des Particules
D.A. Sanchez - Laboratoire d’Annecy de Physique des Particules
T. Vuillaume - Laboratoire d’Annecy de Physique des Particules
J. Bolmont - Laboratoire de Physique Nucléaire et de Hautes Énergies
M. Cerruti - Laboratoire de Physique Nucléaire et de Hautes Énergies
R. Chalme-Calvet - Laboratoire de Physique Nucléaire et de Hautes Énergies
M. Chétien - Laboratoire de Physique Nucléaire et de Hautes Énergies
A. Jacholkowska - Laboratoire de Physique Nucléaire et de Hautes Énergies
D. Kerszberg - Laboratoire de Physique Nucléaire et de Hautes Énergies
M. Kieffer - Laboratoire de Physique Nucléaire et de Hautes Énergies
J.-P. Lenain - Laboratoire de Physique Nucléaire et de Hautes Énergies
C. Perennes - Laboratoire de Physique Nucléaire et de Hautes Énergies
M. Settimo - Laboratoire de Physique Nucléaire et de Hautes Énergies
J.-P. Tavernet - Laboratoire de Physique Nucléaire et de Hautes Énergies
P. Vincent - Laboratoire de Physique Nucléaire et de Hautes Énergies
J. Bregeon - Université de Montpellier, Laboratoire Univers et Particules de Montpellier - LUPM
R.C.G. Chaves - Université de Montpellier, Laboratoire Univers et Particules de Montpellier - LUPM
J. Devin - Université de Montpellier, Laboratoire Univers et Particules de Montpellier - LUPM
Alexandre Marcowith - Université de Montpellier, Laboratoire Univers et Particules de Montpellier - LUPM
Y.A. Gallant - Université de Montpellier, Laboratoire Univers et Particules de Montpellier - LUPM
M. Padovani - Université de Montpellier, Laboratoire Univers et Particules de Montpellier - LUPM
Matthieu Renaud - Université de Montpellier, Laboratoire Univers et Particules de Montpellier - LUPM
George Vasileiadis - Université de Montpellier, Laboratoire Univers et Particules de Montpellier - LUPM
J. Carr - Centre de physique des particules de Marseille
C. Trichard - Centre de physique des particules de Marseille
J. Niemiec - Centre de physique des particules de Marseille
J.-P. Ernenwein - Centre de physique des particules de Marseille
F. Brun - Laboratoire de Physique des deux infinis Bordeaux
B. Condon - Laboratoire de Physique des deux infinis Bordeaux
M.-H. Grondin - Laboratoire de Physique des deux infinis Bordeaux
H. Laffon - Laboratoire de Physique des deux infinis Bordeaux
S. Fegan - Laboratoire Leprince-Ringuet
B. Degrange - Laboratoire Leprince-Ringuet
M. Lemoine-Goumard - Laboratoire de Physique des deux infinis Bordeaux
B. Giebels - Laboratoire Leprince-Ringuet
G. Fontaine - Laboratoire Leprince-Ringuet
M. Holler - Laboratoire Leprince-Ringuet
C. Mariaud - Laboratoire Leprince-Ringuet
M. De Naurois - Laboratoire Leprince-Ringuet
F. Zefi - Laboratoire Leprince-Ringuet
D. Zaborov - Laboratoire Leprince-Ringuet
A. Djannati-Ataï - AstroParticule et Cosmologie
B. Khélifi - AstroParticule et Cosmologie
S. Gabici - AstroParticule et Cosmologie
L. Jouvin - AstroParticule et Cosmologie
A. Lemière - AstroParticule et Cosmologie
S. Pita - AstroParticule et Cosmologie
M. Punch - AstroParticule et Cosmologie
T. Tavernier - AstroParticule et Cosmologie
R. Terrier - AstroParticule et Cosmologie
M. Arrieta - Laboratoire Univers et Théories
C. Boisson - Laboratoire Univers et Théories
O. Hervet - Laboratoire Univers et Théories
J. Lefaucheur - Laboratoire Univers et Théories
Helene Sol - Laboratoire Univers et Théories
C. Rulten - Laboratoire Univers et Théories
A. Zech - Laboratoire Univers et Théories
Détails de publication: Astronomy & Astrophysics - A&A, Vol.598
Identifiants: 99150459109311
Unité académique: Laboratoire Univers et Particules de Montpellier - LUPM
Langue: English
Type de ressource: Journal article
Champs locaux: in2p3-01379906