An <i>XMM-Newton</i> look at the strongly variable radio-weak BL Lac <i>Fermi</i> J1544–0639

Ursini, F.; Bassani, L.; Panessa, F.; Pian, E.; Bruni, G.; Bazzano, A.; Masetti, N.; Sokolovsky, K. V.; Ubertini, P.

doi:10.1051/0004-6361/201834662

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“…During the brightening, the 2-10 keV X-ray flux strongly varies increasing from (1.0 − 5.0) × 10 −12 erg cm −2 s −1 to (1.28 ± 0.05) × 10 −10 erg cm −2 s −1 . This variability, which is even larger when the flux is estimated in each Swift orbit, is clearly associated to a harderwhen-brighter behavior, as also noted by Ursini et al (2019) based on XMM observations. Such flux and photon index correlation is well known in HBL blazars (e.g.…”

Section: Discussionsupporting

confidence: 67%

“…Considering the post-burst data at 5 GHz, the radio to X-ray flux ratio is log (F 1.4 GHz /F 1 kev ) = -4.3 typical of HBL Blazars. Follow up XMM-Newtown (XMM) observations showed that the source exhibits strong variability both in the X-ray flux and spectral shape on timescales of ∼ 10 ks and the X-ray spectrum is described by a broken powerlaw (Ursini et al 2019).…”

Section: Introductionmentioning

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The strange case of the transient HBL blazar 4FGL J1544.3-0649

Sahakyan,

Giommi

2020

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We present a multifrequency study of the transient 𝛾-ray source 4FGL J1544.3-0649, a blazar that exhibited a remarkable behaviour raising from the state of an anonymous mid-intensity radio source, never detected at high energies, to that of one of the brightest extreme blazars in the X-ray and 𝛾-ray sky. Our analysis shows that the averaged 𝛾-ray spectrum is well described by a powerlaw with a photon index of 1.87 ± 0.04, while the flux above 100 MeV is (8.0 ± 0.9) × 10 −9 photon cm −2 s −1 , which increases during the active state of the source. The X-ray flux and spectral slope are both highly variable, with the highest 2-10 keV flux reaching (1.28 ± 0.05) × 10 −10 erg cm −2 s −1 . On several observations the X-ray spectrum hardened to the point implying as SED peak moving to energies larger than 10 keV. As in many extreme blazars the broadband spectral energy distribution can be described by a homogeneous onezone synchrotron-self-Compton leptonic model. We briefly discuss the potential implications for high-energy multi-messenger astrophysics in case the dual behaviour shown by 4FGL J1544.3-0649 does not represent an isolated case, but rather a manifestation of a so far unnoticed relatively common phenomenon.

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Section: Discussionsupporting

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Section: Introductionmentioning

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The strange case of the transient HBL blazar 4FGL J1544.3-0649

Sahakyan,

Giommi

2020

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“…In the first case, the soft excess would be due the relativistic reflection and it has been successfully tested on a number of different sources (see, e.g.,Walton et al 2013b). On the other hand, the warm Comptonization scenario has proved to be a viable explanation from the ultraviolet to soft X-rays of a number of nearby Seyfert galaxies for which simultaneous broadband data were used (see, e.g.,Porquet et al 2018, Ursini et al 2019, Matzeu et al 2020a).…”

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Towards Precision Measurements of Accreting Black Holes Using X-Ray Reflection Spectroscopy

et al. 2021

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Relativistic reflection features are commonly observed in the Xray spectra of accreting black holes. In the presence of high quality data and with the correct astrophysical model, X-ray reflection spectroscopy can be quite a powerful tool to probe the strong gravity region, study the morphology of the accreting matter, measure black hole spins, and possibly test Einstein's theory of general relativity in the strong field regime. In the last decade, there has been significant progress in the development of the

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“…Sin embargo, recientemente se ha puesto en discusión si todos los blazares emisores de rayos-γ son brillantes en radio, como sugiere dicha conexión. Se han encontrado un número pequeño pero creciente de BZBs Fermi mediante correlaciones posicionales con relevamientos de rayos-X, que no muestran emisión fuerte en radio, siendo, de hecho, al menos un order de magnitud más débil en ondas de radio de lo que se espera (Massaro et al, 2017;Bruni et al, 2018;Ursini et al, 2019). Este debate continúa a la fecha (Cao et al, 2019).…”

Section: Conexionesunclassified

Radiografía X del cielo γ

Marchesini¹

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Esta Tesis se basa mayormente en observaciones en rayos-X y óptico, llevadas a cabo con el X-ray Telescope (XRT) a bordo del satélite Neil Gehreils Swift, y con un número de telescopios ópticos en tierra; todas asociadas a objetos observados por el telescopio de rayos-γ Large Area Telescope (LAT) a bordo del satélite Fermi. Todos los resultados mostrados en esta Tesis fueron o están en proceso de ser publicados en revistas internacionales con referato. En el Capítulo 1 se resume un breve contexto histórico de los Núcleos Activos de Galaxias (AGN), los conceptos básicos del modelo AGN y sus principales propiedades observacionales. En el Capítulo 2 describimos los principales escenarios teóricos utilizados en los Capítulos subsiguientes, principalmente los procesos de radiación Sincrotrón y Compton Inverso en el contexto de blazares, el efecto que la magnificación Doppler tiene en las observaciones, la conexión entre estos procesos descripta por el modelo de Sincrotrón-auto Compton, y otros modelos alternativos que pueden explicar la emisión observada en blazares. El Capítulo 3 es una descripción del proceso de selección de la muestra. Comentamos las razones detrás de los criterios de selección, y discutimos sobre las muestras inicial y final de BL Lacs Fermi y de objetos de rayos gamma sin identificar (UGS, del inglés Unidentified Gamma-ray Source) que fueron analizadas en este trabajo con el uso de datos en rayos X. Además, describimos cómo elegimos una fracción de estos objetos para ser observados en longitudes de onda del rango óptico, para obtener sus espectros. El Capítulo 4 está dedicado a los instrumentos y los datos utilizados en este trabajo. Comentamos brevemente las capacidades de cada uno de los observatorios usados, y describimos en más detalle el proceso de reducción de datos tanto del Swift/XRT como de la espectroscopía óptica. En el Capítulo 5 reportamos los resultados obtenidos con nuestra muestra de BL Lacs Fermi observados por Swift/XRT. Buscamos por propiedades generales en rayos-X que puedan diferenciarlos de otros objetos emisores de rayos-X. Analizamos sus posiciones con respecto a sus contrapartes en rayos-γ, la tasa de detección en rayos X, sus flujos y valores de Cociente de Dureza (del inglés Hardness Ratio, HR). También comparamos esto con datos multifrecuencia recolectados de catálogos online, principalmente colores del infrarrojo medio. Establecemos criterios, basados en esta información, para seleccionar objetos de tipo BL Lac. En el Capítulo 6 procedemos a comparar nuestros resultados en rayos-X obtenidos para BL Lacs emisores de rayos-γ, con una muestra de UGSs de rayos-γ observados en rayos-X. Aseguramos que las muestras son comparables, basándonos en nuestros criterios de selección estrictos. Buscamos características de BL Lac en las contrapartes de rayos-X de los UGSs, y analizamos la solidez de nuestras predicciones analizando nuestros candidatos a contrapartes en otras longitudes de onda. En el Capítulo 7 reportamos los espectros ópticos obtenidos para una muestra de 50 contrapartes ópticas de UGSs, del tipo BL Lac. De estos, 17 son también parte de la muestra analizada en el Capítulo 6. Comparamos nuestras predicciones basadas en datos de rayos-X con esta muestra de BL Lacs confirmados espectroscópicamente, considerando también 23 espectros más obtenidos de la literatura. Reportamos asimismo nuestras asociaciones de 53 candidatos a blazar de tipo incierto (BCUs) Fermi con BL Lacs confirmados con espectroscopía óptica. Finalmente, en el Capítulo 8, resumimos nuestros resultados y nuestras conclusiones.

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An XMM-Newton look at the strongly variable radio-weak BL Lac Fermi J1544–0639

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The strange case of the transient HBL blazar 4FGL J1544.3-0649

The strange case of the transient HBL blazar 4FGL J1544.3-0649

Towards Precision Measurements of Accreting Black Holes Using X-Ray Reflection Spectroscopy

Radiografía X del cielo γ

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