Blazars are variable emitters across all wavelengths over a wide range of timescales, from months down to minutes. It is therefore essential to observe blazars simultaneously at different wavelengths, especially in the X-ray and gamma-ray bands, where the broadband spectral energy distributions usually peak. In this work, we report on three " target-of-opportunity" observations of Mrk 421, one of the brightest TeV blazars, triggered by a strong flaring event at TeV energies in 2014. These observations feature long, continuous, and simultaneous exposures with XMM-Newton (covering the X-ray and optical/ultraviolet bands) and VERITAS (covering the TeV gamma-ray band), along with contemporaneous observations from other gamma-ray facilities (MAGIC and Fermi-Large Area Telescope) and a number of radio and optical facilities. Although neither rapid flares nor significant X-ray/TeV correlation are detected, these observations reveal subtle changes in the X-ray spectrum of the source over the course of a few days. We search the simultaneous X-ray and TeV data for spectral hysteresis patterns and time delays, which could provide insight into the emission mechanisms and the source properties (e. g., the radius of the emitting region, the strength of the magnetic field, and related timescales). The observed broadband spectra are consistent with a one-zone synchrotron self-Compton model. We find that the power spectral density distribution at greater than or similar to 4 x 10(-4) Hz from the X-ray data can be described by a power-law model with an index value between 1.2 and 1.8, and do not find evidence for a steepening of the power spectral index (often associated with a characteristic length scale) compared to the previously reported values at lower frequencies.

Après un rappel des principaux enjeux de l'astronomie y des hautes énergies, l'imageur C.A.T. ("Cerenkov Array at Thémis") est présenté, l'accent étant mis sur les résultats récents de calibration, qui est un aspect particulièrement délicat des détecteurs à effet Tcherenkov atmosphérique: aucune calibration directe n'étant possible, la maîtrise du télescope doit passer par une confrontation constante des résultats obtenus sur la base de modélisations numériques et de données réelles, dont celles prises sur la source de référence qu'est la nébuleuse du Crabe. Au fil de leur présentation, les procédures d'extraction du signal gamma et de reconstruction de spectres sont ainsi testées et validées. Les résultats d'observation des blazars Markarian 501 et Markarian 421 sont ensuite exposés: une corrélation entre l'émission de rayons X (> keV) et de gamma au TeV est établie pour ces deux sources; au TeV, une rapide variabilité est observée, parfois à l'échelle de l'heure pour Markarian 421; Markarian 501 apparaît cependant plus extrême: son maximum de puissance est atteint vers 500 GeV, et un durcissement spectral est mis en évidence lors des sursauts les plus intenses. Tous ces résultats consolident la séquence spectrale récemment proposée pour unifier la classe des blazars; ils suggèrent une zone d'émission très compacte (N10-3 parsec), se propageant à vitesse relativiste à la base des jets radio de ces objets, et contenant une unique population d'électrons responsables de l'émission non thermique observée sur un large domaine de longueur d'onde. Un modèle de type Synchrotron Self-Compton est appliqué avec succès aux données prises sur Markarian 501 en Avril 1997. Enfin, la recherche de signal en provenance de 20 autres blazars candidats au TeV est entreprise, et aboutit à une limite supérieure à l'émission gamma de chacun d'eux.

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This thesis summarizes a senior project on the Active Galactic Nucleus (AGN) Markarian 421 (Mrk 421). Observations of Gev and TeV flux with Fermi Large Area Telescope (LAT) and High Energy Stereoscopic System (H.E.S.S.) were compared with previous reports and publications of flux analyses of the gamma-ray emission from Mrk 421. Power laws with exponential cutoffs made consistent fits to most SEDs in the GeV and TeV bands.