Selbst nach Jahrzenten von Beobachtungen zählen Blazare immer noch zu den rätselhaftsten Objekte unseres Universums und ihre zugrundeliegende Emissionsmechanismen sind ungeklärt. Die aktuelle Ära der Multi-Messenger-Astronomie könnte dazu beitragen, diese Rätsel zu enthüllen, da Blazare sowohl als mögliche Quellen von höchstenergetischer kosmischer Strahlung oder auch Neutrinos gelten. Obwohl Blazare zu den hellsten Quellen in unserem Universum gehören, sind die meisten von ihnen nur während ihrer aktiven Emisionzustände über einen breiten Bereich des elektromagnetischen Spektrums, einschließlich der Gamma-Strahlung, beobachtbar.
Das Ziel dieser Arbeit ist es, einen umfangreichen Blick auf die Emission von Blazaren zu werfen, welcher sich nicht nur auf ihre aktivsten Phasen konzentriert. Mrk 501 ist einer unserer nächstgelegenen und daher auch hellsten Blazare, der während all seiner Emissionszustände detailliert beobachtbar ist. Hierfür nutze ich die umfassenden Mulit-Wellenlängen-Beobachtungen von Mrk 501, die seit 2008 regelmäßig durchgeführt werden und es mir ermöglichen, sowohl das Ruheverhalten des Blazars wie auch sein Langzeitverhalten in noch nie dagewesenem Detail zu untersuchen.
Die Untersuchung der Variabilität und des Korrelationsverhaltens eines 4-Jahres-Datensatzes mit geringer Aktivität sowie eines 12-Jahres-Langzeit-Datensatzes deutet darauf hin, dass leptonische Szenarien geeignet sind, die zugrundeliegenden Mechanismen für den variablen Teil der Blazar-Emission zu erklären, und zwar sowohl während der ruhigeren Emissionszustände als auch während der aktiveren Phasen. Diese Behauptung wird durch verschiedene signifikante Korrelationen in diesen Datensätzen gestützt, die bisher vorhergesagt, aber noch nicht beobachtet wurden.
Als bemerkenswertes Merkmal kann ich einen historisch niedrigen Emissionszustand von Mrk 501 ermitteln, welcher sich über 2 Jahre erstreckt. Der stabile, niedrige Fluss könnte eine mögliche Basisemission darstellen, die durch einen stehenden Schock im Jet erzeugt wird, während die variable Emission auf zusätzliche expandierende oder wandernde Schocks entlang des Jets zurückgeführt werden kann. Während ich mich darauf konzentriere, die Entwicklung zu diesem niedrigen Fluss mit ein- und zwei-zonigen leptonischen Szenarien zu beschreiben, kann der niedrige Flusszustand von Standard ein-zonigen leptonischen, hadronischer oder lepto-hadronischer Modelle beschrieben werden, ohne die Neutrinoflussbeschränkungen von IceCube zu verletzen.
Um unser Verständnis von Blazaren weiter zu verbessern, teste ich die Möglichkeiten einer neuen Art von Blazar-Analyse, die einen Cluster-Algorithmus zur unvoreingenommenen Klassifizierung von Emissionszuständen verwendet. Meine ersten Untersuchungen zur Anwendungdes Algorithmus auf den 12-Jahres Mrk 501-Datensatz zeigen vielversprechende Ergebnisse. Der neue Algorithmus kann sowohl viele Aussagen der klassischen Studie bestätigen, bietet aber auch eine neuartige Möglichkeit zur Gruppierung von Emissionszuständen und könnte erweitert
werden, um in Zukunft Populations- und Langzeitstudien dieser Zustände zu ermöglichen.