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

Authors :
H. E. S. S. Collaboration
Abdalla, H.
Abramowski, A.
Aharonian, F.
Ait Benkhali, F.
Akhperjanian, A. G.
Andersson, T.
Angüner, E. O.
Arrieta, M.
Aubert, P.
Backes, M.
Balzer, A.
Barnard, M.
Becherini, Y.
Becker Tjus, J.
Berge, D.
Bernhard, S.
Bernlöhr, K.
Blackwell, R.
Böttcher, M.
Boisson, C.
Bolmont, J.
Bordas, P.
Bregeon, J.
Brun, F.
Brun, P.
Bryan, M.
Bulik, T.
Capasso, M.
Carr, J.
Casanova, S.
Cerruti, M.
Chakraborty, N.
Chalme-Calvet, R.
Chaves, R. C. G.
Chen, A.
Chevalier, J.
Chrétien, M.
Colafrancesco, S.
Cologna, G.
Condon, B.
Conrad, J.
Cui, Y.
Davids, I. D.
Decock, J.
Degrange, B.
Deil, C.
Devin, J.
deWilt, P.
Dirson, L.
Djannati-Ataï, A.
Domainko, W.
Donath, A.
Drury, L. O. 'C.
Dubus, G.
Dutson, K.
Dyks, J.
Edwards, T.
Egberts, K.
Eger, P.
Ernenwein, J. -P.
Eschbach, S.
Farnier, C.
Fegan, S.
Fernandes, M. V.
Fiasson, A.
Fontaine, G.
Förster, A.
Funk, S.
Füßling, M.
Gabici, S.
Gajdus, M.
Gallant, Y. A.
Garrigoux, T.
Giavitto, G.
Giebels, B.
Glicenstein, J. F.
Gottschall, D.
Goyal, A.
Grondin, M. -H.
Hadasch, D.
Hahn, J.
Haupt, M.
Hawkes, J.
Heinzelmann, G.
Henri, G.
Hermann, G.
Hervet, O.
Hinton, J. A.
Hofmann, W.
Hoischen, C.
Holler, M.
Horns, D.
Ivascenko, A.
Jacholkowska, A.
Jamrozy, M.
Janiak, M.
Jankowsky, D.
Jankowsky, F.
Jingo, M.
Jogler, T.
Jouvin, L.
Jung-Richardt, I.
Kastendieck, M. A.
Katarzyński, K.
Katz, U.
Kerszberg, D.
Khélifi, B.
Kieffer, M.
King, J.
Klepser, S.
Klochkov, D.
Kluźniak, W.
Kolitzus, D.
Komin, Nu.
Kosack, K.
Krakau, S.
Kraus, M.
Krayzel, F.
Krüger, P. P.
Laffon, H.
Lamanna, G.
Lau, J.
Lees, J. -P.
Lefaucheur, J.
Lefranc, V.
Lemière, A.
Lemoine-Goumard, M.
Lenain, J. -P.
Leser, E.
Lohse, T.
Lorentz, M.
Liu, R.
López-Coto, R.
Lypova, I.
Marandon, V.
Marcowith, A.
Mariaud, C.
Marx, R.
Maurin, G.
Maxted, N.
Mayer, M.
Meintjes, P. J.
Meyer, M.
Mitchell, A. M. W.
Moderski, R.
Mohamed, M.
Mohrmann, L.
Morå, K.
Moulin, E.
Murach, T.
de Naurois, M.
Niederwanger, F.
Niemiec, J.
Oakes, L.
O'Brien, P.
Odaka, H.
Öttl, S.
Ohm, S.
Ostrowski, M.
Oya, I.
Padovani, Marco
Panter, M.
Parsons, R. D.
Pekeur, N. W.
Pelletier, G.
Perennes, C.
Petrucci, P. -O.
Peyaud, B.
Piel, Q.
Pita, S.
Poon, H.
Prokhorov, D.
Prokoph, H.
Pühlhofer, G.
Punch, M.
Quirrenbach, A.
Raab, S.
Reimer, A.
Reimer, O.
Renaud, M.
de los Reyes, R.
Rieger, F.
Romoli, C.
Rosier-Lees, S.
Rowell, G.
Rudak, B.
Rulten, C. B.
Sahakian, V.
Salek, D.
Sanchez, D. A.
Santangelo, A.
Sasaki, M.
Schlickeiser, R.
Schüssler, F.
Schulz, A.
Schwanke, U.
Schwemmer, S.
Settimo, M.
Seyffert, A. S.
Shafi, N.
Shilon, I.
Simoni, R.
Sol, H.
Spanier, F.
Spengler, G.
Spies, F.
Stawarz, Ł.
Steenkamp, R.
Stegmann, C.
Stinzing, F.
Stycz, K.
Sushch, I.
Tavernet, J. -P.
Tavernier, T.
Taylor, A. M.
Terrier, R.
Tibaldo, L.
Tiziani, D.
Tluczykont, M.
Trichard, C.
Tuffs, R.
Uchiyama, Y.
van der Walt, D. J.
van Eldik, C.
van Rensburg, C.
van Soelen, B.
Vasileiadis, G.
Veh, J.
Venter, C.
Viana, A.
Vincent, P.
Vink, J.
Voisin, F.
Völk, H. J.
Vuillaume, T.
Wadiasingh, Z.
Wagner, S. J.
Wagner, P.
Wagner, R. M.
White, R.
Wierzcholska, A.
Willmann, P.
Wörnlein, A.
Wouters, D.
Yang, R.
Zabalza, V.
Zaborov, D.
Zacharias, M.
Zdziarski, A. A.
Zech, A.
Zefi, F.
Ziegler, A.
Żywucka, N.
Laboratoire d'Annecy de Physique des Particules (LAPP)
Institut National de Physique Nucléaire et de Physique des Particules du CNRS (IN2P3)-Université Savoie Mont Blanc (USMB [Université de Savoie] [Université de Chambéry])-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Laboratoire de Physique Nucléaire et de Hautes Énergies (LPNHE (UMR_7585))
Institut National de Physique Nucléaire et de Physique des Particules du CNRS (IN2P3)-Université Paris Diderot - Paris 7 (UPD7)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Laboratoire Univers et Particules de Montpellier (LUPM)
Institut National de Physique Nucléaire et de Physique des Particules du CNRS (IN2P3)-Université de Montpellier (UM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Centre de Physique des Particules de Marseille (CPPM)
Aix Marseille Université (AMU)-Institut National de Physique Nucléaire et de Physique des Particules du CNRS (IN2P3)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Centre d'Etudes Nucléaires de Bordeaux Gradignan (CENBG)
Université Sciences et Technologies - Bordeaux 1 (UB)-Institut National de Physique Nucléaire et de Physique des Particules du CNRS (IN2P3)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Laboratoire Leprince-Ringuet (LLR)
Institut National de Physique Nucléaire et de Physique des Particules du CNRS (IN2P3)-École polytechnique (X)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
AstroParticule et Cosmologie (APC (UMR_7164))
Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Institut National de Physique Nucléaire et de Physique des Particules du CNRS (IN2P3)-Observatoire de Paris
Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris Diderot - Paris 7 (UPD7)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Laboratoire Univers et Théories (LUTH (UMR_8102))
Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Observatoire de Paris
H.E.S.S. Collaboration
Université Montpellier 2 - Sciences et Techniques (UM2)-Institut National de Physique Nucléaire et de Physique des Particules du CNRS (IN2P3)-Université de Montpellier (UM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Université Sciences et Technologies - Bordeaux 1-Institut National de Physique Nucléaire et de Physique des Particules du CNRS (IN2P3)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École polytechnique (X)-Institut National de Physique Nucléaire et de Physique des Particules du CNRS (IN2P3)
Observatoire de Paris
Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris Diderot - Paris 7 (UPD7)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de Physique Nucléaire et de Physique des Particules du CNRS (IN2P3)
Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Paris Diderot - Paris 7 (UPD7)
Laboratoire d'Annecy de Physique des Particules (LAPP/Laboratoire d'Annecy-le-Vieux de Physique des Particules)
Université de Montpellier (UM)-Université Montpellier 2 - Sciences et Techniques (UM2)-Institut National de Physique Nucléaire et de Physique des Particules du CNRS (IN2P3)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de Physique Nucléaire et de Physique des Particules du CNRS (IN2P3)-Aix Marseille Université (AMU)
Institut National de Physique Nucléaire et de Physique des Particules du CNRS (IN2P3)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Observatoire de Paris
PSL Research University (PSL)-PSL Research University (PSL)-Université Paris Diderot - Paris 7 (UPD7)
PSL Research University (PSL)-PSL Research University (PSL)-Université Paris Diderot - Paris 7 (UPD7)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
HESS
Gravitation and Astroparticle Physics Amsterdam
High Energy Astrophys. & Astropart. Phys (API, FNWI)
Source :
Astronomy and Astrophysics-A&A, Astronomy and Astrophysics-A&A, 2017, 598, pp.A39. ⟨10.1051/0004-6361/201629419⟩, Astronomy and Astrophysics-A&A, EDP Sciences, 2017, 598, pp.A39. ⟨10.1051/0004-6361/201629419⟩, NASA Astrophysics Data System, Astronomy and astrophysics 598(11), A39 (2016). doi:10.1051/0004-6361/201629419, Astronomy & Astrophysics, 598:A39. EDP Sciences
Publication Year :
2017
Publisher :
HAL CCSD, 2017.

Abstract

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) gamma-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 {\ss}_VHE = 1.10 +0.10 -0.13) on time scales larger than one day. An analysis of 5.5 yr of HE Fermi LAT data gives consistent results ({\ss}_HE = 1.20 +0.21 -0.23, on time scales 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 ({\ss} ~ 2) seen on shorter time scales 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.<br />Comment: 11 pages, 16 figures

Details

Language :
English
ISSN :
00046361
Database :
OpenAIRE
Journal :
Astronomy and Astrophysics-A&A, Astronomy and Astrophysics-A&A, 2017, 598, pp.A39. ⟨10.1051/0004-6361/201629419⟩, Astronomy and Astrophysics-A&A, EDP Sciences, 2017, 598, pp.A39. ⟨10.1051/0004-6361/201629419⟩, NASA Astrophysics Data System, Astronomy and astrophysics 598(11), A39 (2016). doi:10.1051/0004-6361/201629419, Astronomy & Astrophysics, 598:A39. EDP Sciences
Accession number :
edsair.doi.dedup.....7dc7b5bb99ccf1b7fc59e14ce91694c3