Multi–wavelength flare observations of the blazar S5 1803+784

Osservazioni relative a lampi di diverse lunghezze d’onda del blazar S5 1803+784

R. Nesci,1 S. Cutini,2 C. Stanghellini,3 F. Martinelli,4 A. Maselli,5,6 V.M. Lipunov,7 V. Kornilov,7 R. R. Lopez,8 A. Siviero,9 M. Giroletti,3 and M. Orienti3 1 INAF/IAPS, via Fosso del Cavaliere 100, 00133 Roma, Italy 2 INFN, Via Alessandro Pascoli, s.n.c, 06130, Perugia, Italy 3 INAF/IRA, Via P. Gobetti, 101, 40129, Bologna, Italy 4Lajatico Astronomical Centre, Italy 5 INAF/OAR, Via Frascati 33, I-00078, Monte Porzio Catone (Roma), Italy 6ASI/SSDC, Via del Politecnico snc, I-00133, Roma, Italy 7Lomonosov Moscow State University, Physics Department, Sternberg Astronomical Institute, 119991 Moscow, Vorobievy hills, 1 8 Instituto de Astrofisica de Canarias Via Lactea, s/n E38205 - La Laguna (Tenerife), Spain 9Department of Physics and Astronomy, University of Padova, Italy Accepted 2021-02-17. Received 2021-02-17.

ABSTRACT

The radio, optical, and γ-ray light curves of the blazar S5 1803+784, from the beginning of the Fermi Large Area Telescope (LAT) mission in August 2008 until December 2018, are presented.

In questo studio vengono presentate le curve delle emissioni radio, ottiche e di raggi gamma del blazar S5 1803+784 dall’inizio della missione Fermi LAT nell’agosto 2008, fino al dicembre 2018.

The aim of this work is to look for correlations among different wavelengths useful for further theoretical studies. We analyzed all the data collected by Fermi LAT for this source, taking into account the presence of nearby sources, and we collected optical data from our own observations and public archive data to build the most complete optical and γ-ray light curve possible.

Lo scopo di questo lavoro è quello di cercare correlazioni tra diverse lunghezze d’onda utili per ulteriori studi teorici. Abbiamo analizzato tutti i dati raccolti dal Fermi LAT per questa sorgente, prendendo in considerazione la presenza di sorgenti limitrofe, e raccolto dati ottici ottenuti dalle nostre stesse osservazioni e da archivi pubblici per costruire la più completa curva di luce ottica e a raggi gamma.

Several γ-ray flares (F > 2.3 10−7ph (E > 0.1GeV) cm−2 s −1) with optical coverage were detected, all but one with corresponding optical enhancement; we also found two optical flares without a γ-ray counterpart. We obtained two Swift Target of Opportunity observations during the strong flare of 2015.

Sono stati rilevati diversi lampi a raggi gamma (F > 2.3 10−7ph (E > 0.1GeV) cm−2 s −1) con copertura ottica, tutti tranne uno con corrispondente intensificazione ottica; abbiamo anche rilevato due lampi ottici senza componenti a raggi gamma. Abbiamo avuto la possibilità di effettuare due osservazioni tramite il satellite Swift durante l’intensa emissione del 2015.

Radio observations performed with VLBA and EVN through our proposals in the years 2016-2020 were analyzed to search for morphological changes after the major flares. The optical/γ-ray flux ratio at the flare peak varied for each flare. Very minor optical V-I color changes were detected during the flares.

Le osservazioni radio effettuate con VLBA e EVN su nostre proposte negli anni 2016-2020 sono state analizzate per cercare di individuare cambiamenti morfologici dopo i lampi più intensi. Il rapporto tra il flusso ottico/raggi gamma nel momento del picco dei lampi variava ad ogni lampo. Sono stati riportati cambiamenti minimi nel campo ottico dei colori V-I durante i lampi.

The X-ray spectrum was well fitted by a power law with photon spectral index α=1.5, nearly independent of the flux level: no clear correlation with the optical or the γ-ray emission was found. The γ-ray spectral shape was well fitted by a power law with average photon index α= 2.2.

Lo spettro dei raggi X concordava con una legge di potenza con indice spettrale dei fotoni α=1.5, quasi indipendente dal livello del flusso: nessuna chiara correlazione è stata trovata con l’emissione ottica o di raggi gamma. La forma dello spettro dell’emissione gamma concordava una legge di potenza con l’indice medio dei fotoni α= 2.2.

These findings support an Inverse Compton origin for the high-energy emission of the source, nearly co-spatial with the optically emitting region. The radio maps showed two new components originating from the core and moving outwards, with ejection epochs compatible with the dates of the two largest γ-ray flares.

Questi rilevamenti sono in accordo con il Compton Inverso circa l’origine dell’emissione ad alta energia della sorgente, quasi coincidente in termini spaziali con l’area di emissione ottica. Le mappe radio hanno mostrato due nuove componenti che hanno origine al centro e si muovono verso l’esterno, con i periodi di emissione compatibili con le date dei due maggiori lampi gamma.