The Large Area Telescope (LAT) aboard the Fermi Gamma-ray Space Telescope provides an unprecedented opportunity to study gamma-ray blazars. To capitalize on this opportunity, beginning in late 2007, about a year before the start of LAT science operations, we began a large-scale, fast-cadence 15 GHz radio monitoring program with the 40-m telescope at the Owens Valley Radio Observatory (OVRO). This program began with the 1158 northern (declination>-20 deg) sources from the Candidate Gamma-ray Blazar Survey (CGRaBS) and now encompasses over 1500 sources, each observed twice per week with a ~4 mJy (minimum) and 3% (typical) uncertainty. Here, we describe this monitoring program and our methods, and present radio light curves from the first two years (2008 and 2009). As a first application, we combine these data with a novel measure of light curve variability amplitude, the intrinsic modulation index, through a likelihood analysis to examine the variability properties of subpopulations of our sample. We demonstrate that, with high significance (7-sigma), gamma-ray-loud blazars detected by the LAT during its first 11 months of operation vary with about a factor of two greater amplitude than do the gamma-ray-quiet blazars in our sample. We also find a significant (3-sigma) difference between variability amplitude in BL Lacertae objects and flat-spectrum radio quasars (FSRQs), with the former exhibiting larger variability amplitudes. Finally, low-redshift (z<1) FSRQs are found to vary more strongly than high-redshift FSRQs, with 3-sigma significance. These findings represent an important step toward understanding why some blazars emit gamma-rays while others, with apparently similar properties, remain silent.

Active galactic nuclei (AGN), powered by long-term accretion onto central supermassive black holes, produce relativistic jets with lifetimes of greater than one million yr that preclude observations at birth. Transient accretion onto a supermassive black hole, for example through the tidal disruption of a stray star, may therefore offer a unique opportunity to observe and study the birth of a relativistic jet. On 2011 March 25, the Swift {\gamma}-ray satellite discovered an unusual transient source (Swift J164449.3+573451) potentially representing such an event. Here we present the discovery of a luminous radio transient associated with Swift J164449.3+573451, and an extensive set of observations spanning centimeter to millimeter wavelengths and covering the first month of evolution. These observations lead to a positional coincidence with the nucleus of an inactive galaxy, and provide direct evidence for a newly-formed relativistic outflow, launched by transient accretion onto a million solar mass black hole. While a relativistic outflow was not predicted in this scenario, we show that the tidal disruption of a star naturally explains the high-energy properties, radio luminosity, and the inferred rate of such events. The weaker beaming in the radio compared to {\gamma}-rays/X-rays, suggests that radio searches may uncover similar events out to redshifts of z ~ 6.

We report on the gamma-ray activity of the high-synchrotron-peaked BL Lacertae object Mrk 421 during the first 1.5 years of Fermi operation, from 2008 August 5 to 2010 March 12. We find that the Large Area Telescope (LAT) gamma-ray spectrum above 0.3 GeV can be well-described by a power-law function with photon index Gamma=1.78 +/- 0.02 and average photon flux F(>0.3 GeV)=(7.23 +/- 0.16) x 10^{-8} ph cm^{-2} s^{-1}. Over this time period, the Fermi-LAT spectrum above 0.3 GeV was evaluated on 7-day-long time intervals, showing significant variations in the photon flux (up to a factor ~3 from the minimum to the maximum flux), but mild spectral variations. The variability amplitude at X-ray frequencies measured by RXTE/ASM and Swift/BAT is substantially larger than that in gamma-rays measured by Fermi-LAT, and these two energy ranges are not significantly correlated. We also present the first results from the 4.5-month-long multifrequency campaign on Mrk 421, which included the VLBA, Swift, RXTE, MAGIC, the F-GAMMA, GASP-WEBT, and other collaborations and instruments which provided excellent temporal and energy coverage of the source throughout the entire campaign (2009 January 19 to 2009 June 1). During this campaign, Mrk 421 showed a low activity at all wavebands. The extensive multi-instrument (radio to TeV) data set provides an unprecedented, complete look at the quiescent spectral energy distribution (SED) for this source. The broad band SED was reproduced with a leptonic (one-zone Synchrotron Self-Compton) and a hadronic model (Synchrotron Proton Blazar). Both frameworks are able to describe the average SED reasonably well, implying comparable jet powers but very different characteristics for the blazar emission site.

Fermi has provided the largest sample of γ-ray-selected blazars to date. In this work we use a complete sample of flat spectrum radio quasars (FSRQs) detected during the first year of operation to determine the luminosity function (LF) and its evolution with cosmic time. The number density of FSRQs grows dramatically up to redshift ∼0.5–2.0 and declines thereafter. The redshift of the peak in the density is luminosity dependent, with more luminous sources peaking at earlier times; thus the LF of γ-ray FSRQs follows a luminosity-dependent density evolution similar to that of radio-quiet active galactic nuclei. Also, using data from the Swift Burst Alert Telescope we derive the average spectral energy distribution (SED) of FSRQs in the 10 keV–300 GeV band and show that there is no correlation between the luminosity at the peak of the γ-ray emission component and its peak frequency. Using this luminosity-independent SED with the derived LF allows us to predict that the contribution of FSRQs to the Fermi isotropic γ-ray background is 9.3+1.6− 1.0% (±3% systematic uncertainty) in the 0.1–100 GeV band. Finally we determine the LF of unbeamed FSRQs, finding that FSRQs have an average Lorentz factor of γ = 11.7+3.3− 2.2, that most are seen within 5° of the jet axis, and that they represent only ∼0.1% of the parent population.

We report for the first time a gamma-ray and multi-wavelength nearly-periodic oscillation in an active galactic nucleus. Using the Fermi Large Area Telescope (LAT) we have discovered an apparent quasi-periodicity in the gamma-ray flux (E >100 MeV) from the GeV/TeV BL Lac object PG 1553+113. The marginal significance of the 2.18 +/-0.08 year-period gamma-ray cycle is strengthened by correlated oscillations observed in radio and optical fluxes, through data collected in the OVRO, Tuorla, KAIT, and CSS monitoring programs and Swift UVOT. The optical cycle appearing in ~10 years of data has a similar period, while the 15 GHz oscillation is less regular than seen in the other bands. Further long-term multi-wavelength monitoring of this blazar may discriminate among the possible explanations for this quasi-periodicity.

The origin of high-energy (HE) astrophysical neutrinos has remained an elusive hot topic in the field of HE astrophysics for the past decade. Apart from a handful of individual associations, the vast majority of HE neutrinos arise from unknown sources. While there are theoretically motivated candidate populations, such as blazars -- a subclass of active galactic nuclei with jets pointed toward our line of sight -- they have not been convincingly linked to HE neutrino production yet. Here, we perform a spatio-temporal association analysis between a sample of blazars (from the CGRaBS catalog) in the radio and optical bands and the most up-to-date IceCube HE neutrino catalog. We find that if the IceCube error regions are enlarged by 1$^ in quadrature, to account for unknown systematic errors at a maximal level, a spatio-temporal correlation between the multiwavelength light curves of the CGRaBS blazars and the IceCube HE neutrinos is hinted at, least at a 2.17sigma significance level. On the other hand, when the IceCube error regions are taken as their published values, we do not find any significant correlations. A discrepancy in the blazar-neutrino correlation strengths, when using such minimal and enlarged error region scenarios, was also obtained in a recent study by the IceCube collaboration. In our study, this difference arises because several flaring blazars -- coinciding with a neutrino arrival time -- happen to narrowly miss the published 90<!PCT!>-likelihood error region of the nearest neutrino event. For all of the associations driving our most significant correlations, the flaring blazar is much less than 1$^ away from the published error regions. Therefore, our results indicate that the question of the blazar-neutrino connection is highly sensitive to the reconstruction of the neutrino error regions, whose reliability is expected to improve with the next generation of neutrino observatories.