First NuSTAR observations of the BL Lac-type blazar PKS~2155-304: constraints on the jet content and distribution of radiating particles - Archive ouverte HAL Accéder directement au contenu
Article Dans Une Revue Astrophys.J. Année : 2016

First NuSTAR observations of the BL Lac-type blazar PKS~2155-304: constraints on the jet content and distribution of radiating particles

G.M. Madejski
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K. Nalewajko
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K.K. Madsen
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J. Chiang
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M. Baloković
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D. Paneque
A.K. Furniss
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M. Hayashida
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C.M. Urry
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M. Sikora
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M. Ajello
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R.D. Blandford
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F.A. Harrison
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D. Stern
D.M. Alexander
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S.E. Boggs
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F.E. Christensen
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W.W. Craig
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K. Forster
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P. Giommi
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B. Grefenstette
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C. Hailey
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A. Hornstrup
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T. Kitaguchi
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J.E. Koglin
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P.H. Mao
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H. Miyasaka
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K. Mori
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M. Perri
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M.J. Pivovaroff
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S. Puccetti
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V. Rana
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N.J. Westergaard
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W.W. Zhang
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A. Zoglauer
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Résumé

We report the first hard X-ray observations with NuSTAR of the BL Lac-type blazar PKS 2155-304, augmented with soft X-ray data from XMM-Newton and γ-ray data from the Fermi Large Area Telescope, obtained in 2013 April when the source was in a very low flux state. A joint NuSTAR and XMM spectrum, covering the energy range 0.5–60 keV, is best described by a model consisting of a log-parabola component with curvature $\beta ={0.3}_{-0.1}^{+0.2}$ and a (local) photon index 3.04 ± 0.15 at photon energy of 2 keV, and a hard power-law tail with photon index 2.2 ± 0.4. The hard X-ray tail can be smoothly joined to the quasi-simultaneous γ-ray spectrum by a synchrotron self-Compton component produced by an electron distribution with index p = 2.2. Assuming that the power-law electron distribution extends down to γ (min) = 1 and that there is one proton per electron, an unrealistically high total jet power of L (p) ∼ 10(47) erg s(−)(1) is inferred. This can be reduced by two orders of magnitude either by considering a significant presence of electron–positron pairs with lepton-to-proton ratio ${n}_{{\rm{e}}+{\rm{e}}-}/{n}_{{\rm{p}}}\sim 30$, or by introducing an additional, low-energy break in the electron energy distribution at the electron Lorentz factor γ (br1) ∼ 100. In either case, the jet composition is expected to be strongly matter-dominated.

Dates et versions

hal-01554261 , version 1 (03-07-2017)

Identifiants

Citer

G.M. Madejski, K. Nalewajko, K.K. Madsen, J. Chiang, M. Baloković, et al.. First NuSTAR observations of the BL Lac-type blazar PKS~2155-304: constraints on the jet content and distribution of radiating particles. Astrophys.J., 2016, 831 (2), pp.142. ⟨10.3847/0004-637X/831/2/142⟩. ⟨hal-01554261⟩
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