Polarized blazar X-rays imply particle acceleration in shocks
2 BU - Boston University [Boston]
3 IAA-CSIC - Instituto de Astrofísica de Andalucía = Institute of Astrophysics of Andalusia
4 Department of Physics and Astronomy [Turku]
5 OAB - INAF - Osservatorio Astronomico di Brera
6 CrAO - Crimean Astrophysical Observatory
7 FORTH - Foundation for Research and Technology - Hellas
8 UOC - University of Crete [Heraklion]
9 ASI - Agenzia Spaziale Italiana
10 WUSTL - Washington University in Saint Louis
11 Stanford University
12 MSFC - NASA Marshall Space Flight Center
13 SPbU - St Petersburg State University
14 Tohoku University [Sendai]
15 ObAS - Observatoire astronomique de Strasbourg
16 UNISI - Università degli Studi di Siena = University of Siena
17 MIT - Massachusetts Institute of Technology
18 INFN, Sezione di Torino - Istituto Nazionale di Fisica Nucleare, Sezione di Torino
19 UNITO - Università degli studi di Torino = University of Turin
20 CALTECH - California Institute of Technology
21 OAR - INAF - Osservatorio Astronomico di Roma
22 UC Santa Barbara - University of California [Santa Barbara]
23 IRAM - Instituto de RadioAstronomía Milimétrica
24 CRESST - Center for Research and Exploration in Space Science and Technology [GSFC]
25 UMBC - University of Maryland [Baltimore County]
26 INAF - Istituto Nazionale di Astrofisica [Rome]
27 OATo - INAF - Osservatorio Astrofisico di Torino
28 IPAG - Institut de Planétologie et d'Astrophysique de Grenoble
29 IKI - Space Research Institute of the Russian Academy of Sciences
30 RAS - Russian Academy of Sciences [Moscow]
31 The Central Astronomical Observatory of the Russian Academy of Sciences [Pulkovo]
32 UC Santa Cruz - University of California [Santa Cruz]
33 OAC - INAF - Osservatorio Astronomico di Cagliari
34 INFN - Istituto Nazionale di Fisica Nucleare [Pisa]
35 UniPi - University of Pisa [Italy] = Università di Pisa [Italia] = Université de Pise [Italie]
36 ROMA TRE - Università degli Studi Roma Tre = Roma Tre University
37 OAA - INAF- Osservatorio Astrofisico di Arcetri
38 UniFI - Università degli Studi di Firenze = University of Florence = Université de Florence
39 INFN, Sezione di Firenze - Istituto Nazionale di Fisica Nucleare, Sezione di Firenze
40 INFN, Sezione di Roma Tor Vergata - Istituto Nazionale di Fisica Nucleare, Sezione di Roma Tor Vergata
41 IAAT - Institut für Astronomie und Astrophysik [Tübingen]
42 ASU / CAS - Astronomical Institute of the Czech Academy of Sciences
43 RIKEN PRI - RIKEN Cluster for Pioneering Research
44 Yamagata University
45 UOsaka - The University of Osaka
46 UBC - University of British Columbia [Canada]
47 Chuo University [Tokyo]
48 Nagoya University
49 HU - Hiroshima University
50 HKU - The University of Hong Kong
51 Penn State - Pennsylvania State University [State College, PA]
52 CfA - Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics
53 Unipd - Università degli Studi di Padova = University of Padua
54 Università degli Studi di Roma Tor Vergata [Roma, Italia] = University of Rome Tor Vergata [Rome, Italy] = Université de Rome Tor Vergata [Rome, Italie]
55 UCL - University College London [UCL]
56 UvA - Universiteit van Amsterdam = University of Amsterdam
57 GXU - Guangxi University [Nanning]
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Résumé
Most of the light from blazars, active galactic nuclei with jets of magnetized plasma that point nearly along the line of sight, is produced by high-energy particles, up to around 1 TeV. Although the jets are known to be ultimately powered by a supermassive black hole, how the particles are accelerated to such high energies has been an unanswered question. The process must be related to the magnetic field, which can be probed by observations of the polarization of light from the jets. Measurements of the radio to optical polarization—the only range available until now—probe extended regions of the jet containing particles that left the acceleration site days to years earlier1-3, and hence do not directly explore the acceleration mechanism, as could X-ray measurements. Here we report the detection of X-ray polarization from the blazar Markarian 501 (Mrk 501). We measure an X-ray linear polarization degree ΠX of around 10%, which is a factor of around 2 higher than the value at optical wavelengths, with a polarization angle parallel to the radio jet. This points to a shock front as the source of particle acceleration and also implies that the plasma becomes increasingly turbulent with distance from the shock.
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