X-ray polarimetry and spectroscopy of the neutron star low-mass X-ray binary GX 9+9: An in-depth study with IXPE and NuSTAR
F. Ursini
,
R. Farinelli
,
A. Gnarini
,
J. Poutanen
,
S. Bianchi
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F. Capitanio
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A. Di Marco
,
S. Fabiani
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F. La Monaca
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C. Malacaria
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G. Matt
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R. Mikušincová
,
M. Cocchi
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P. Kaaret
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J. J. E. Kajava
,
M. Pilia
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W. Zhang
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I. Agudo
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L. A. Antonelli
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M. Bachetti
,
L. Baldini
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W. H. Baumgartner
,
R. Bellazzini
,
S. D. Bongiorno
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R. Bonino
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A. Brez
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N. Bucciantini
,
S. Castellano
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E. Cavazzuti
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C. -T. Chen
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S. Ciprini
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E. Costa
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A. De Rosa
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E. del Monte
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L. Di Gesu
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N. Di Lalla
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I. Donnarumma
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V. Doroshenko
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M. Dovčiak
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S. R. Ehlert
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T. Enoto
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Y. Evangelista
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R. Ferrazzoli
,
J. A. Garcia
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S. Gunji
,
K. Hayashida
,
J. Heyl
,
W. Iwakiri
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S. G. Jorstad
,
V. Karas
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F. Kislat
,
T. Kitaguchi
,
J. J. Kolodziejczak
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H. Krawczynski
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L. Latronico
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I. Liodakis
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S. Maldera
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A. Manfreda
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F. Marin
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A. P. Marscher
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I. Mitsuishi
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N. Omodei
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C. Oppedisano
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A. Papitto
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G. G. Pavlov
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A. L. Peirson
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(2)
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M. Pilia
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A. Possenti
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S. Puccetti
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B. D. Ramsey
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J. Rankin
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A. Ratheesh
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O. J. Roberts
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R. W. Romani
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C. Sgrò
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P. Slane
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P. Soffitta
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G. Spandre
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D. A. Swartz
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T. Tamagawa
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F. Tavecchio
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R. Taverna
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Y. Tawara
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A. F. Tennant
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N. E. Thomas
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F. Tombesi
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A. Trois
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S. S. Tsygankov
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R. Turolla
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J. Vink
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M. C. Weisskopf
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S. Zane
F. Ursini
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Résumé
We report on a comprehensive analysis of simultaneous X-ray polarimetric and spectral data of the bright atoll source GX 9+9 with the Imaging X-ray Polarimetry Explorer (IXPE) and NuSTAR. The source is significantly polarized in the 4-8 keV band, with a degree of 2.2% ± 0.5% (uncertainty at the 68% confidence level). The NuSTAR broad-band spectrum clearly shows an iron line, and is well described by a model including thermal disc emission, a Comptonized component, and reflection. From a spectro-polarimetric fit, we obtain an upper limit to the polarization degree of the disc of 4% (at the 99% confidence level), while the contribution of Comptonized and reflected radiation cannot be conclusively separated. However, the polarization is consistent with resulting from a combination of Comptonization in a boundary or spreading layer, plus reflection off the disc, which significantly contributes in any realistic scenario.
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