Skip to main content
Log in

Effective spectral index properties for Fermi blazars

  • Article
  • Published:
Science China Physics, Mechanics & Astronomy Aims and scope Submit manuscript

Abstract

Blazars are a special subclass of active galactic nuclei with extreme observation properties. This subclass can be divided into two further subclasses of flat spectrum radio quasars (FSRQs) and BL Lacertae objects (BL Lacs) according to their emission line features. To compare the spectral properties of FSRQs and BL Lacs, the 1.4 GHz radio, optical R-band, 1 keV X-ray, and 1 GeV γ-ray flux densities for 1108 Fermi blazars are calculated to discuss the properties of the six effective spectral indices of radio to optical (αRO), radio to X-ray (αRX), radio to γ ray (α), optical to X-ray (αOX), optical to γ ray (α), and X-ray to γ ray (α). The main results are as follows: For the averaged effective spectral indices, \(\overline {{\alpha _{OX}}} > \overline {{\alpha _{O\gamma }}} > \overline {{\alpha _{X\gamma }}} > \overline {{\alpha _{R\gamma }}} > \overline {{\alpha _{RX}}} > \overline {{\alpha _{RO}}} \) for samples of whole blazars and BL Lacs; \(\overline {{\alpha _{X\gamma }}} \approx \overline {{\alpha _{R\gamma }}} \approx \overline {{\alpha _{RX}}} \) for FSRQs and low-frequency-peaked BL Lacs (LBLs); and \(\overline {{\alpha _{OX}}} \approx \overline {{\alpha _{O\gamma }}} \approx \overline {{\alpha _{X\gamma }}} \) for high-synchrotron-frequency-peaked BL Lacs (HBLs). The distributions of the effective spectral indices involving optical emission (αRO, αOX, and α) for LBLs are different from those for FSRQs, but if the effective spectral index does not involve optical emission (αRX, α, and α), the distributions for LBLs and FSRQs almost come from the same parent population. X-ray emissions from blazars include both synchrotron and inverse Compton (IC) components; the IC component for FSRQs and LBLs accounts for a larger proportion than that for HBLs; and the radiation mechanism for LBLs is similar to that for FSRQs, but the radiation mechanism for HBLs is different from that for both FSRQs and LBLs in X-ray bands. The tendency of α decreasing from LBLs to HBLs suggests that the synchrotron self-Compton model explains the main process for highly energetic γ rays in BL Lacs.

This is a preview of subscription content, log in via an institution to check access.

Access this article

Price excludes VAT (USA)
Tax calculation will be finalised during checkout.

Instant access to the full article PDF.

Similar content being viewed by others

References

  1. A. A. Abdo, M. Ackermann, I. Agudo, M. Ajello, H. D. Aller, M. F. Aller, E. Angelakis, A. A. Arkharov, M. Axelsson, U. Bach, L. Baldini, J. Ballet, G. Barbiellini, D. Bastieri, B. M. Baughman, K. Bechtol, R. Bellazzini, E. Benitez, A. Berdyugin, B. Berenji, R. D. Blandford, E. D. Bloom, M. Boettcher, E. Bonamente, A. W. Borgland, J. Bregeon, A. Brez, M. Brigida, P. Bruel, T. H. Burnett, D. Burrows, S. Buson, G. A. Caliandro, L. Calzoletti, R. A. Cameron, M. Capalbi, P.A. Caraveo, D. Carosati, J.M. Casandjian, E. Cavazzuti, C. Cecchi, Ö. çelik, E. Charles, S. Chaty, A. Chekhtman, W. P. Chen, J. Chiang, G. Chincarini, S. Ciprini, R. Claus, J. Cohen-Tanugi, S. Colafrancesco, L. R. Cominsky, J. Conrad, L. Costamante, S. Cutini, F. D'ammando, R. Deitrick, V. D'Elia, C. D. Dermer, A. de Angelis, F. de Palma, S. W. Digel, I. Donnarumma, E. C. Silva, P. S. Drell, R. Dubois, D. Dultzin, D. Dumora, A. Falcone, C. Farnier, C. Favuzzi, S. J. Fegan, W. B. Focke, E. Forne, P. Fortin, M. Frailis, L. Fuhrmann, Y. Fukazawa, S. Funk, P. Fusco, J. L. Gómez, F. Gargano, D. Gasparrini, N. Gehrels, S. Germani, B. Giebels, N. Giglietto, P. Giommi, F. Giordano, A. Giuliani, T. Glanzman, G. Godfrey, I. A. Grenier, C. Gronwall, J.E. Grove, L. Guillemot, S. Guiriec, M. A. Gurwell, D. Hadasch, Y. Hanabata, A. K. Harding, M. Hayashida, E. Hays, S. E. Healey, J. Heidt, D. Hiriart, D. Horan, E. A. Hoversten, R. E. Hughes, R. Itoh, M. S. Jackson, G. Jóhannesson, A. S. Johnson, W. N. Johnson, S. G. Jorstad, M. Kadler, T. Kamae, H. Katagiri, J. Kataoka, N. Kawai, J. Kennea, M. Kerr, G. Kimeridze, J. Knodlseder, M. L. Kocian, E. N. Kopatskaya, E. Koptelova, T. S. Konstantinova, Y. Y. Kovalev, Y. A. Kovalev, O. M. Kurtanidze, M. Kuss, J. Lande, V. M. Larionov, L. Latronico, P. Leto, E. Lindfors, F. Longo, F. Loparco, B. Lott, M. N. Lovellette, P. Lubrano, G. M. Madejski, A. Makeev, P. Marchegiani, A. P. Marscher, F. Marshall, W. Max-Moerbeck, M. N. Mazziotta, W. Mcconville, J. E. McEnery, C. Meurer, P. F. Michelson, W. Mitthumsiri, T. Mizuno, A. A. Moiseev, C. Monte, M. E. Monzani, A. Morselli, I. V. Moskalenko, S. Murgia, I. Nestoras, K. Nilsson, N. A. Nizhelsky, P. L. Nolan, J. P. Norris, E. Nuss, T. Ohsugi, R. Ojha, N. Omodei, E. Orlando, J. F. Ormes, J. Osborne, M. Ozaki, L. Pacciani, P. Padovani, C. Pagani, K. Page, D. Paneque, J. H. Panetta, D. Parent, M. Pasanen, V. Pavlidou, V. Pelassa, M. Pepe, M. Perri, M. Pesce-Rollins, S. Piranomonte, F. Piron, C. Pittori, T. A. Porter, S. Puccetti, F. Rahoui, S. Rainó, C. Raiteri, R. Rando, M. Razzano, A. Reimer, O. Reimer, T. Reposeur, J. L. Richards, S. Ritz, L. S. Rochester, A. Y. Rodriguez, R. W. Romani, J. A. Ros, M. Roth, P. Roustazadeh, F. Ryde, H. F. W. Sadrozinski, A. Sadun, D. Sanchez, A. Sander, P. M. S. Parkinson, J. D. Scargle, A. Sellerholm, C. Sgró, M. S. Shaw, L. A. Sigua, E. J. Siskind, D. A. Smith, P. D. Smith, G. Spandre, P. Spinelli, J. L. Starck, M. Stevenson, G. Stratta, M. S. Strickman, D. J. Suson, H. Tajima, H. Takahashi, T. Takahashi, L. O. Takalo, T. Tanaka, J. B. Thayer, J. G. Thayer, D. J. Thompson, L. Tibaldo, D. F. Torres, G. Tosti, A. Tramacere, Y. Uchiyama, T. L. Usher, V. Vasileiou, F. Verrecchia, N. Vilchez, M. Villata, V. Vitale, A. P. Waite, P. Wang, B. L. Winer, K. S. Wood, T. Ylinen, J. A. Zensus, G. V. Zhekanis, and M. Ziegler, Astrophys. J. 716, 30 (2010).

    Article  ADS  Google Scholar 

  2. J. H. Fan, and G. Z. Xie, Astron. Astrophys. 306, 55 (1996).

    ADS  Google Scholar 

  3. J. H. Fan, Y. Liu, Y. Li, Q. F. Zhang, J. Tao, and O. Kurtanidze, J. Astrophys. Astron. 32, 67 (2011).

    Article  ADS  Google Scholar 

  4. J. H. Fan, J. H. Yang, Y. Liu, G. Y. Luo, C. Lin, Y. H. Yuan, H.B. Xiao, A. Y. Zhou, T. X. Hua, and Z. Y. Pei, Astrophys. J. Suppl. Ser. 226, 20 (2016).

    Article  ADS  Google Scholar 

  5. J. H. Fan, O. Kurtanidze, Y. Liu, X. Liu, J. H. Yang, G. M. Richter, M. G. Nikolashvili, S. O. Kurtanidze, H. T. Wang, M. Sasada, A. Y. Zhou, C. Lin, Y. H. Yuan, Y. T. Zhang, and D. Costantin, Astrophys. J. 837, 45 (2017).

    Article  ADS  Google Scholar 

  6. R. Dong, and J. Fung, Astrophys. J. 835, 38 (2017).

    Article  ADS  Google Scholar 

  7. G. Ghisellini, F. Tavecchio, L. Foschini, G. Ghirlanda, L. Maraschi, and A. Celotti, Mon. Not. R. Astron. Soc. 402, 497 (2010).

    Article  ADS  Google Scholar 

  8. C. Lin, and J. H. Fan, Res. Astron. Astrophys. 16, 103 (2016).

    ADS  Google Scholar 

  9. J. J. Nie, J. H. Fan, R. S. Yang, and J. H. Yang, Sci. China-Phys. Mech. Astron. 57, 2007 (2014).

    Article  ADS  Google Scholar 

  10. J. H. Yang, J. H. Fan, and R. S. Yang, Sci. China-Phys. Mech. Astron. 53, 1162 (2010).

    Article  ADS  Google Scholar 

  11. J. H. Yang, J. H. Fan, T. X. Hua, and D. X. Wu, Astrophys. Space Sci. 352, 819 (2014).

    Article  ADS  Google Scholar 

  12. G. Ghisellini, F. Tavecchio, L. Foschini, and G. Ghirlanda, Mon. Not. R. Astron. Soc. 414, 2674 (2011).

    Article  ADS  Google Scholar 

  13. P. Padovani, and P. Giomrni, Astrophys. J. 444, 567 (1995).

    Article  ADS  Google Scholar 

  14. C. M. Uny, and P. Padovani, Publ Astron Soc Pacific 107, 803 (1995).

    Article  ADS  Google Scholar 

  15. K. S. Cheng, X. Zhang, and L. Zhang, Astrophys. J. 537, 80 (2000).

    Article  ADS  Google Scholar 

  16. J. H. Fan, G. Adam, G. Z. Xie, S. L. Cao, R. G. Lin, and Y. Copin, Astron. Astrophys. 338, 27 (1998), arXiv: astro-ph980901 l.

    ADS  Google Scholar 

  17. G. Ghirlanda, G. Ghisellini, F. Tavecchio, and L. Foschini, Mon. Not. R. Astron. Soc. 407, 791 (2010).

    Article  ADS  Google Scholar 

  18. Y. Y. Kovalev, H. D. Aller, M. F. Aller, D. C. Homan, M. Kadler, K. I. Kellermann, Y. A. Kovalev, M. L. Lister, M. J. McCormick, A. B. Pushkarev, E. Ros, and J. A. Zensus, Astrophys. J. 696, Ll7 (2009).

    Article  Google Scholar 

  19. J. D. Linford, G. B. Taylor, R. W. Romani, S. E. Healey, J. F. Helmboldt, A. C. S. Readhead, R. Reeves, J. L. Richards, and G. Cotter, Astrophys. J. 726, 16 (2011).

    Article  ADS  Google Scholar 

  20. A. Muecke, M. Pohl, P. Reich, W. Reich, R. Schlickeiser, C. E. Fichtel, R. C. Hartman, G. Kanbach, D. A. Kniffen, H. A. Mayer-Hasselwander, M. Merck, P. F. Michelson, C. von Montigny, and T. D. Willis, Astron. Astrophys. 320, 33 (1997).

    ADS  Google Scholar 

  21. G. Z. Xie, Y. H. Zhang, and J. H. Fan, Astrophys. J. 477, 114 (1997).

    Article  ADS  Google Scholar 

  22. J. H. Yang, and J. H. Fan, Chin. J. Astron. Astrophys. 5, 229 (2005).

    Article  ADS  Google Scholar 

  23. Y. Y. Zhou, Y. J. Lu, T. G. Wang, K. N. Yu, and E. C. M. Young, Astrophys. J. 484, L47 (1997).

    Article  ADS  Google Scholar 

  24. L. Dondi, and G. Ghisellini, Mon. Not. R. Astron. Soc. 273, 583 (1995).

    Article  ADS  Google Scholar 

  25. R. M. Sambruna, L. Maraschi, and C. M. Uny, Astrophys. J. 463, 444 (1996).

    Article  ADS  Google Scholar 

  26. D. Donato, G. Ghisellini, G. Tagliafeni, and G. Fossati, Astron. Astrophys. 375, 739 (2001).

    Article  ADS  Google Scholar 

  27. J. H. Fan, J. H. Yang, Y. H. Yuan, J. Wang, and Y. Gao, Astrophys. J. 761, 125 (2012).

    Article  ADS  Google Scholar 

  28. F. Acero, et al. (Fermi-LAT Collaboration), Astrophys. J. Suppl. Ser. 218, 23 (2015).

    Article  ADS  Google Scholar 

  29. M. Ackermann, M. Ajello, W. B. Atwood, L. Baldini, J. Ballet, G. Barbiellini, D. Bastieri, J. B. Gonzalez, R. Bellazzini, E. Bissaldi, R. D. Blandford, E. D. Bloom, R. Bonino, E. Bottacini, T. J. Brandt, J. Bregeon, R. J. Britto, P. Bruel, R. Buehler, S. Buson, G. A. Caliandro, R. A. Cameron, M. Caragiulo, P. A. Caraveo, B. Carpenter, J. M. Casandjian, E. Cavazzuti, C. Cecchi, E. Charles, A. Chekhtman, C. C. Cheung, J. Chiang, G. Chiaro, S. Ciprini, R. Claus, J. Cohen-Tanugi, L. R. Cominsky, J. Conrad, S. Cutini, R. D'Abrusco, F. D'Ammando, A. Angelis, R. Desiante, S. W. Digel, L. D. Venere, P. S. Drell, C. Favuzzi, S. J. Fegan, E. C. Ferrara, J. Finke, W. B. Focke, A. Franckowiak, L. Fuhrmann, Y. Fukazawa, A. K. Furniss, P. Fusco, F. Gargano, D. Gasparrini, N. Giglietto, P. Giomrni, F. Giordano, M. Giroletti, T. Glanzman, G. Godfrey, I. A. Grenier, J.E. Grove, S. Guiriec, J. W. Hewitt, A. B. Hill, D. Horan, R. Itoh, G. Jóhannesson, A. S. Johnson, W. N. Johnson, J. Kataoka, T. Kawano, F. Krauss, M. Kuss, G. L. Mura, S. Larsson, L. Latronico, C. Leto, J. Li, L. Li, F. Longo, F. Loparco, B. Lott, M. N. Lovellette, P. Lubrano, G. M. Madejski, M. Mayer, M. N. Mazziotta, J. E. McEnery, P. F. Michelson, T. Mizuno, A. A. Moiseev, M. E. Monzani, A. Morselli, I. V. Moskalenko, S. Murgia, E. Nuss, M. Ohno, T. Ohsugi, R. Ojha, N. Omodei, M. Orienti, E. Orlando, A. Paggi, D. Paneque, J. S. Perkins, M. Pesce-Rollins, F. Piron, G. Pivato, T. A. Porter, S. Rainó, R. Rando, M. Razzano, S. Razzaque, A. Reimer, O. Reimer, R. W. Romani, D. Salvetti, M. Schaal, F. K. Schinzel, A. Schulz, C. Sgró, E. J. Siskind, K. V. Sokolovsky, F. Spada, G. Spandre, P. Spinelli, L. Stawarz, D. J. Suson, H. Takahashi, T. Takahashi, Y. Tanaka, J. G. Thayer, J.B. Thayer, L. Tibaldo, D. F. Torres, E. Torresi, G. Tosti, E. Troja, Y. Uchiyama, G. Vianello, B. L. Winer, K. S. Wood, and S. Zimmer, Astrophys. J. 810, 14 (2015).

    Article  ADS  Google Scholar 

  30. J. H. Yang, J. J. Nie, R.R. Yang, and J. J. Hunan, Uni. Arts Sci. 26, 56 (2014).

    Google Scholar 

  31. J. Yang, J. Fan, J. Nie, R. Yang, M. Tuo, and Y. Zhang, Astrophys. Space Sci. 362, 22 (2017).

    Article  ADS  Google Scholar 

  32. J.E. Ledden, and S. L. Odell, Astrophys. J. 298, 630 (1985).

    Article  ADS  Google Scholar 

  33. E. R. Hanison, Astrophys. J. 446, 63 (1995).

    Article  ADS  Google Scholar 

  34. M. L. Lister, et al. (FERMI LAT Collaboration), Astrophys. J. 742, 27 (2011).

    Article  ADS  Google Scholar 

Download references

Author information

Authors and Affiliations

Authors

Corresponding authors

Correspondence to JiangHe Yang or JunHui Fan.

Electronic supplementary material

Rights and permissions

Reprints and permissions

About this article

Check for updates. Verify currency and authenticity via CrossMark

Cite this article

Yang, J., Fan, J., Liu, Y. et al. Effective spectral index properties for Fermi blazars. Sci. China Phys. Mech. Astron. 61, 059511 (2018). https://doi.org/10.1007/s11433-017-9136-7

Download citation

  • Received:

  • Accepted:

  • Published:

  • DOI: https://doi.org/10.1007/s11433-017-9136-7

Keywords

Keywords

Navigation