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Aims. We present a detailed characterisation and theoretical interpretation of the broadband emission of the paradigmatic TeV blazar Mrk 421, with a special focus on the multi-band flux correlations. Methods. The dataset has been collected through an extensive multi-wavelength campaign organised between 2016 December and 2017 June. The instruments involved are MAGIC, FACT, Fermi-LAT, Swift, GASP-WEBT, OVRO, Medicina, and Metsahovi. Additionally, four deep exposures (several hours long) with simultaneous MAGIC and NuSTAR observations allowed a precise measurement of the falling segments of the two spectral components. Results. The very-high-energy (VHE; E 100 GeV) gamma rays and X-rays are positively correlated at zero time lag, but the strength and characteristics of the correlation change substantially across the various energy bands probed. The VHE versus X-ray fluxes follow dierent patterns, partly due to substantial changes in the Compton dominance for a few days without a simultaneous increase in the X-ray flux (i.e., orphan gamma-ray activity). Studying the broadband spectral energy distribution (SED) during the days including NuSTAR observations, we show that these changes can be explained within a one-zone leptonic model with a blob that increases its size over time. The peak frequency of the synchrotron bump varies by two orders of magnitude throughout the campaign. Our multi-band correlation study also hints at an anti-correlation between UV-optical and X-ray at a significance higher than 3. A VHE flare observed on MJD 57788 (2017 February 4) shows gamma-ray variability on multi-hour timescales, with a factor ten increase in the TeV flux but only a moderate increase in the keV flux. The related broadband SED is better described by a two-zone leptonic scenario rather than by a one-zone scenario.We find that the flare can be produced by the appearance of a compact second blob populated by high energetic electrons spanning a narrow range of Lorentz factors, from 0 min = 2104 to 0 max = 6105.
Investigation of the correlation patterns and the Compton dominance variability of Mrk 421 in 2017
Acciari V. A.;Ansoldi S.;Antonelli L. A.;Arbet Engels A.;Artero M.;Asano K.;Babic A.;Baquero A.;Barres De Almeida U.;Barrio J. A.;Batkovic I.;Becerra Gonzalez J.;Bednarek W.;Bellizzi L.;Bernardini E.;Bernardos M.;Berti A.;Besenrieder J.;Bhattacharyya W.;Bigongiari C.;Blanch O.;Bosnjak A.;Busetto G.;Carosi R.;Ceribella G.;Cerruti M.;Chai Y.;Chilingarian A.;Cikota S.;Colak S. M.;Colombo E.;Contreras J. L.;Cortina J.;Covino S.;D'Amico G.;D'Elia V.;Da Vela P.;Dazzi F.;De Angelis A.;De Lotto B.;Delfino M.;Delgado J.;Delgado Mendez C.;Depaoli D.;Di Pierro F.;Di Venere L.;Do Souto Espineira E.;Dominis Prester D.;Donini A.;Doro M.;Fallah Ramazani V.;Fattorini A.;Ferrara G.;Fonseca M. V.;Font L.;Fruck C.;Fukami S.;Garcia Lopez R. J.;Garczarczyk M.;Gasparyan S.;Gaug M.;Giglietto N.;Giordano F.;Gliwny P.;Godinovic N.;Green J. G.;Green D.;Hadasch D.;Hahn A.;Heckmann L.;Herrera J.;Hoang J.;Hrupec D.;Hutten M.;Inada T.;Inoue S.;Ishio K.;Iwamura Y.;Jimenez I.;Jormanainen J.;Jouvin L.;Kajiwara Y.;Karjalainen M.;Kerszberg D.;Kobayashi Y.;Kubo H.;Kushida J.;Lamastra A.;Lelas D.;Leone F.;Lindfors E.;Lombardi S.;Longo F.;Lopez-Coto R.;Lopez-Moya M.;Lopez-Oramas A.;Loporchio S.;Machado De Oliveira Fraga B.;Maggio C.;Majumdar P.;Makariev M.;Mallamaci M.;Maneva G.;Manganaro M.;Maraschi L.;Mariotti M.;Martinez M.;Mazin D.;Menchiari S.;Mender S.;Micanovic S.;Miceli D.;Miener T.;Minev M.;Miranda J. M.;Mirzoyan R.;Molina E.;Moralejo A.;Morcuende D.;Moreno V.;Moretti E.;Neustroev V.;Nigro C.;Nilsson K.;Nishijima K.;Noda K.;Nozaki S.;Ohtani Y.;Oka T.;Otero-Santos J.;Paiano S.;Palatiello M.;Paneque D.;Paoletti R.;Paredes J. M.;Pavletic L.;Penil P.;Perennes C.;Persic M.;Prada Moroni P. G.;Prandini E.;Priyadarshi C.;Puljak I.;Ribo M.;Rico J.;Righi C.;Rugliancich A.;Saha L.;Sahakyan N.;Saito T.;Sakurai S.;Satalecka K.;Saturni F. G.;Schmidt K.;Schweizer T.;Sitarek J.;Snidaric I.;Sobczynska D.;Spolon A.;Stamerra A.;Strom D.;Strzys M.;Suda Y.;Suric T.;Takahashi M.;Tavecchio F.;Temnikov P.;Terzic T.;Teshima M.;Tosti L.;Truzzi S.;Tutone A.;Ubach S.;Van Scherpenberg J.;Vanzo G.;Vazquez Acosta M.;Ventura S.;Verguilov V.;Vigorito C. F.;Vitale V.;Vovk I.;Will M.;Wunderlich C.;Zaric D.;Baack D.;Balbo M.;Biederbeck N.;Biland A.;Bretz T.;Buss J.;Dorner D.;Eisenberger L.;Elsaesser D.;Hildebrand D.;Iotov R.;Mannheim K.;Neise D.;Noethe M.;Paravac A.;Rhode W.;Schleicher B.;Sliusar V.;Walter R.;D'Ammando F.;Horan D.;Lien A. Y.;Balokovic M.;Madejski G. M.;Perri M.;Verrecchia F.;Leto C.;Lahteenmaki A.;Tornikoski M.;Ramakrishnan V.;Jarvela E.;Vera R. J. C.;Chamani W.;Villata M.;Raiteri C. M.;Gupta A. C.;Pandey A.;Fuentes A.;Agudo I.;Casadio C.;Semkov E.;Ibryamov S.;Marchini A.;Bachev R.;Strigachev A.;Ovcharov E.;Bozhilov V.;Valcheva A.;Zaharieva E.;Damljanovic G.;Vince O.;Larionov V. M.;Borman G. A.;Grishina T. S.;Hagen-Thorn V. A.;Kopatskaya E. N.;Larionova E. G.;Larionova L. V.;Morozova D. A.;Nikiforova A. A.;Savchenko S. S.;Troitskiy I. S.;Troitskaya Y. V.;Vasilyev A. A.;Merkulova O. A.;Chen W. P.;Samal M.;Lin H. C.;Moody J. W.;Sadun A. C.;Jorstad S. G.;Marscher A. P.;Weaver Z. R.;Feige M.;Kania J.;Kopp M.;Kunkel L.;Reinhart D.;Scherbantin A.;Schneider L.;Lorey C.;Acosta-Pulido J. A.;Carnerero M. I.;Carosati D.;Kurtanidze S. O.;Kurtanidze O. M.;Nikolashvili M. G.;Chigladze R. A.;Ivanidze R. Z.;Kimeridze G. N.;Sigua L. A.;Joner M. D.;Spencer M.;Giroletti M.;Marchili N.;Righini S.;Rizzi N.;Bonnoli G.
2021-01-01
Abstract
Aims. We present a detailed characterisation and theoretical interpretation of the broadband emission of the paradigmatic TeV blazar Mrk 421, with a special focus on the multi-band flux correlations. Methods. The dataset has been collected through an extensive multi-wavelength campaign organised between 2016 December and 2017 June. The instruments involved are MAGIC, FACT, Fermi-LAT, Swift, GASP-WEBT, OVRO, Medicina, and Metsahovi. Additionally, four deep exposures (several hours long) with simultaneous MAGIC and NuSTAR observations allowed a precise measurement of the falling segments of the two spectral components. Results. The very-high-energy (VHE; E 100 GeV) gamma rays and X-rays are positively correlated at zero time lag, but the strength and characteristics of the correlation change substantially across the various energy bands probed. The VHE versus X-ray fluxes follow dierent patterns, partly due to substantial changes in the Compton dominance for a few days without a simultaneous increase in the X-ray flux (i.e., orphan gamma-ray activity). Studying the broadband spectral energy distribution (SED) during the days including NuSTAR observations, we show that these changes can be explained within a one-zone leptonic model with a blob that increases its size over time. The peak frequency of the synchrotron bump varies by two orders of magnitude throughout the campaign. Our multi-band correlation study also hints at an anti-correlation between UV-optical and X-ray at a significance higher than 3. A VHE flare observed on MJD 57788 (2017 February 4) shows gamma-ray variability on multi-hour timescales, with a factor ten increase in the TeV flux but only a moderate increase in the keV flux. The related broadband SED is better described by a two-zone leptonic scenario rather than by a one-zone scenario.We find that the flare can be produced by the appearance of a compact second blob populated by high energetic electrons spanning a narrow range of Lorentz factors, from 0 min = 2104 to 0 max = 6105.
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Utilizza questo identificativo per citare o creare un link a questo documento: https://hdl.handle.net/11586/558800
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simulazione ASN
Il report seguente simula gli indicatori relativi alla propria produzione scientifica in relazione alle soglie ASN 2023-2025 del proprio SC/SSD. Si ricorda che il superamento dei valori soglia (almeno 2 su 3) è requisito necessario ma non sufficiente al conseguimento dell'abilitazione. La simulazione si basa sui dati IRIS e sugli indicatori bibliometrici alla data indicata e non tiene conto di eventuali periodi di congedo obbligatorio, che in sede di domanda ASN danno diritto a incrementi percentuali dei valori. La simulazione può differire dall'esito di un’eventuale domanda ASN sia per errori di catalogazione e/o dati mancanti in IRIS, sia per la variabilità dei dati bibliometrici nel tempo. Si consideri che Anvur calcola i valori degli indicatori all'ultima data utile per la presentazione delle domande.
La presente simulazione è stata realizzata sulla base delle specifiche raccolte sul tavolo ER del Focus Group IRIS coordinato dall’Università di Modena e Reggio Emilia e delle regole riportate nel DM 589/2018 e allegata Tabella A. Cineca, l’Università di Modena e Reggio Emilia e il Focus Group IRIS non si assumono alcuna responsabilità in merito all’uso che il diretto interessato o terzi faranno della simulazione. Si specifica inoltre che la simulazione contiene calcoli effettuati con dati e algoritmi di pubblico dominio e deve quindi essere considerata come un mero ausilio al calcolo svolgibile manualmente o con strumenti equivalenti.
