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.

This thesis describes the analysis of Very High Energy (VHE) emission from the Active Galactic Nucleus PKS 0537-441. It also aims to put the results in a wider context by implementing previous work done on this source. The data chosen for the analysis is provided by the Fermi-LAT satellite and covers the energy range between 300 MeV and 300 GeV. Initially a lightcurve of the received flux from the source was generated, containing data from August 2008 to April 2017, with a mean flux of 4∗10−8 photons per second per squared centimeter. The lightcurve contained sections of different flux intensities giving periods of special interest, such as a flaring period at August 2008 to August 2011, an enormous flare at April 2010 and a less active period between April 2013 - January 2016 that could be identified for further investigations. The differences in observed flux over time was tested and PKS 0537-441 was found to be a significantly variable source. Spectral Energy Distribution (SED) analysis was performed over both the entire period as well as over the selected subperiods and fitted against models using the tools provided by the Fermi Science Support Center (FSSC). The models used in the fitting was PowerLaw2, LogParabola and PLSuperExpCutoff and the best fit for the data was obtained from the PLSuperExpCutoff, except for the less intense period where the LogParabola gave the best fit. The result from the SED analysis was integrated with results from previous work done on the source, ranging over multiple wavelengths in order to get a SED which spanned over the entire electromagnetic spectrum. Finally, modeling of this multi wavelength SED was performed in order to obtain parameters for the physical processes involved in the creation of the radiation received from PKS 0537-441.

This thesis sums up a bachelor project in which gamma-ray emission from an extra-galactic source (S50716+71) is studied using data collected by the Fermi Large Area Telescope (LAT). The emission consists of 12,5 years of data (April 2008 to February 2020) in the energy range 100 MeV - 300 GeV. The source has a high significance (>298) and is believed to be an active galactic nucleus in which there have to be mechanisms able to accelerate photons to these high energies. The mechanisms are believed to be of non-thermal origin and the general consensus is that they are the synchrotron radiation-process as well as the inverse Compton-process. These processes are discussed to some extent in the thesis as part of a fairly large theoretical background. The data was analyzed in several ways. The Enrico software contained in the package Fermitools provided by NASA was used to create curves of the flux as a function of time (lightcurves) as well as spectral distributions. The light curve showed that the source varies considerably with hardly any “quiet periods” at all during the twelve-year period. The light curve also showed a fast rise and fall of intensity between the high intensity and low intensity points. Spectral analyses were made for six chosen time-periods of interest through the fitting of three different functions, a powerlaw-function, a logparabola-function and a powerlaw function with exponential cutoff. The powerlaw function with exponential cutoff was favored in all periods except one where the log parabola-function was preferred. The data from one of the periods was then put into a multi-wavelength context of the source showing that the data is in agreement with previous collected data. This broad spectrum was then used to model the underlying energy distribution through a theoretical framework called the Synchrotron Self-Compton model (SSC). This was done using a modelling software called JetSet. The modelling resulted in a reasonable fit of the data and parameters that overall (at least in magnitude) seem to agree with results from other publications.

Les Noyaux Actifs de Galaxies (NAG) sont parmi les sources les plus énergétiques dans l'Univers. Certains possèdent un jet relativiste dont l'émission est purement non-thermique. Lorsque le jet est aligné avec notre ligne de visée, ces objets appelés "blazars" voient leur émission amplifiée par effet Doppler relativiste. Depuis l'avènement de l'astrophysique gamma aux très hautes énergies (THE; E>100 GeV), les télescopes Cherenkov comme H.E.S.S. ont observé près d'une trentaine de NAG, principalement des blazars, depuis le sol. Ils tirent parti du rayonnement Cherenkov issu des gerbes de particules secondaires engendrées par l'arrivée d'un photon gamma dans l'atmosphère terrestre, pour remonter aux propriétés du photon incident et ainsi étudier ces sources extragalactiques. Nous avons étudié l'émission gamma THE rapidement variable du blazar PKS 2155-304, dont deux éruptions majeures ont été détectées en Juillet 2006, grâce à un modèle synchrotron self-Compton (SSC) dynamique. Cette émission variable présente des propriétés extrêmes excluant certains scénarios d'émission standard des blazars. Nous avons aussi développé un modèle d'émission SSC de jets relativistes non alignés avec la ligne de visée, afin d'interpréter la découverte récente par H.E.S.S. de deux radio galaxies, M 87 et Cen A, qui prouve l'émergence d'une nouvelle famille d'émetteurs cosmiques au TeV. Nous concluons avec une étude systématique menée sur l'ensemble des NAG actuellement connus au TeV, à l'aide d'un modèle SSC stationnaire. Nous présentons des diagnostics de prédictions de densités de flux dans ces objets, pouvant être confrontés aux observations futures du Cherenkov Telescope Array (CTA).

Lancé le 11 juin 2008 par la NASA, le satellite \textit{Fermi}, avec à son bord le LAT (Large Area Telescope), ouvre une nouvelle fenêtre sur le ciel gamma. Grâce à aux capacités de détection du LAT des photons dans la gamme en énergie 200 MeV-300 GeV, il devient possible d'étudier les Noyaux Actifs de Galaxie (NAG en anglais). En particulier, on s'intéressera à la classe des blazars et les plus énergétiques d'entres-eux les High frequency peaked BL Lac (HBL). Les blazars sont des NAG possédant un jet qui pointe dans la direction de la Terre. Cette thèse présente une étude systématique des blazars détectés par les observatoires Tcherenkov au dessus de 200 GeV, faite avec 5.5 mois de données prisent par le LAT. La comparaison entre les deux gammes en énergie permet d'étudier la distribution des particules émettrices ainsi que des effets de propagation des photons de la source jusqu'à l'observateur. Un modèle d'émission électromagnétique des jets de plasma dit synchrotron self-Compton (SSC) est décrit et utilisé pour rendre compte de l'émission sur tout le spectre des HBL PKS 2155-305 et PG 1553+113. Les résultats indiquent que les effets Klein-Nishina de réduction de la section efficace de diffusion Compton inverse jouent un rôle majeur dans ces objets. Une étude sur le long terme (environ 1 an) de PKS 2155-305 en rayons X et en rayons gamma est aussi décrite. Menée avec le satellite RXTE (rayons X) et le LAT, c'est la campagne d'observation conjointe la plus longue à ce jour. Les propriétés spectrales et temporelles sont décrites avec un modèle SSC dépendant du temps.