Broadband radio jet emission and variability of γ-ray blazars

Aktive Galaxienkerne (engl. AGN), insbesondere die Unterklasse der Blazare, zahlen zu den energetischsten Objekten des beobachtbaren Universums. Sie zeigen extreme phano-menologische Charakteristika wie rapide Variation der Flussdichte und der Polarisation uber den gesamten Spektralbereich, Bewegung mit scheinbarer Uberlichtgeschwindigkeit, hohe Polarisation und eine spektrale Energieverteilung, die das gesamte Spektrum abdeckt, mit einem typischem Verlauf , der zwei Maxima im niedrigen und hohen Energiebe-reich zeigt. Die Details der Emissionsprozesse und der drastischen Variabilitat sind bislang nicht vollstandig verstanden. Untersuchungen der Variabilitat geben Hinweise auf die Grose, Struktur, Physik und Dynamik der strahlungsemittierenden Region. Daher sind kontinuierliche AGN/Blazar-Beobachtungskampagnen von hochster Bedeutung, um den Ursprung der Energieproduktion zu verstehen. In diesem Rahmen wurde das F-gamma Programm initialisiert, in welchem seit 2007 monatlich etwa 60 von fermi identifizierte AGNs/Blazare in 12 Frequenzen zwischen 2.6 und 345GHz beobachtet werden. Fur diese Doktorarbeit wurden Beobachtungen am Effelsberg-100m-Teleskop (EB) und am Pico~Valeta-30m-Teleskop (PV) in 10 Frequenzbandern von 2.64 bis 142GHz durchgefuhrt sowie die zugehorige Datenanalyse. Die Beobachtung von 59 Objekten in verschiedenen Frequenzen uber einen Zeitraum von funf Jahren erlaubt zum ersten Mal das detaillierte Untersuchen von Intensitatsausbruchen (Flares) sowohl in den Lichtkurven als auch in den Spektren fur eine grose Anzahl von Objekten bei so hoher Zeitauflosung. Die Beobachtungssysteme und -methoden werden in dieser Arbeit vorgestellt, ebenso wie die Methoden der Datenreduktion. Die Arbeit ist in nachfolgende Kapitel unterteilt. In Kapitel 3 werden die Methoden der Datenreduktion vorgestellt, die nach der Beoba-chtung angewendeten Korrekturen, darunter Offsets der Teleskopausrichtung, Signalve-rstarkung, Sensitivitats und spezifische weitere Korrekturen, die auf die Daten der effelsberg und Pico Veleta Systeme angewendet wurden. In Kapitel 4 werden die Methoden der Datenanalyse dargestellt, darunter die Charakterisierung der Variabilitat, der Flare--Amplituden mit einer neuen Methode zur Einschat-zung der intrinsischen Standardabweichung, der typischen Flare--Zeitskalen mittels Anwendung der Strkturfunktion sowie Abschatzung der spektralen Indizes und der Maxima der spektralen Energieverteilung. In Kapitel 5 werden die Ergebnisse prasentiert, die auf der Untersuchung der 5-Jahres-Lichtkurven basieren. Die Signifikanz der Variabilitat wird mittels eines x^2--Testes abgesch-atzt sowie die Amplituden der Flares unter Verwendung der intrinsischen Variabilitat der Lichtkurven und dem hier neu eingefuhrtem k--Index. Der k--Index erlaubt die Charakterisierung der beobachteten Variabilitatsamplituden uber den gesamten Frequenzbereich und ermoglicht es somit Schranken fur die Parameter verschiedener physikalischer Modelle zu finden. Des Weiteren werden Flare-Zeitskalen, Strahlungstemperatur und Doppler-Faktoren diskutiert. In Kapitel 6 werden entsprechend die Ergebnisse der Spektralanalyse dargestellt, daru-nter die Spektral-Indizes und die S_max -- ν_max Analyse. Indem das Maximum jeder spektralen Energiedichte verschiedener Objekte ermittelt wird, ist es moglich die Entwicklung eines Intensitatsausbruches in der S_max -- ν_max Ebene zu verfolgen. Dies erlaubt verschiedene physikalische Prozesse zu unterscheiden, die Ursache fur dieses Verhalten sind. In Kapitel 7 werden die Ergebnisse dieser Doktorarbeit und deren Interpretation zusa-mmengefasst.