First Detection of X-Ray Polarization from the Accreting Neutron Star 4U 1820-303 - INSU - Institut national des sciences de l'Univers Accéder directement au contenu
Article Dans Une Revue The Astrophysical journal letters Année : 2023

First Detection of X-Ray Polarization from the Accreting Neutron Star 4U 1820-303

Alessandro Di Marco , Fabio La Monaca , Juri Poutanen , Thomas D. Russell , Alessio Anitra , Ruben Farinelli , Guglielmo Mastroserio , Fabio Muleri , Fei Xie , Matteo Bachetti , Luciano Burderi , Francesco Carotenuto , Melania del Santo , Tiziana Di Salvo , Michal Dovčiak , Andrea Gnarini , Rosario Iaria , Jari J. E. Kajava , Kuan Liu , Riccardo Middei , Stephen L. O'Dell , Maura Pilia , John Rankin , Andrea Sanna , Jakob van Den Eijnden , Martin C. Weisskopf , Anna Bobrikova , Fiamma Capitanio , Enrico Costa , Philip Kaaret , Alessio Marino , Paolo Soffitta , Francesco Ursini , Filippo Ambrosino , Massimo Cocchi , Sergio Fabiani , Herman L. Marshall , Giorgio Matt , Sara Elisa Motta , Alessandro Papitto , Luigi Stella , Antonella Tarana , Silvia Zane , Iván Agudo , Lucio A. Antonelli , Luca Baldini , Wayne H. Baumgartner , Ronaldo Bellazzini , Stefano Bianchi , Stephen D. Bongiorno , Raffaella Bonino , Alessandro Brez , Niccolò Bucciantini , Simone Castellano , Elisabetta Cavazzuti , Chien-Ting Chen , Stefano Ciprini , Alessandra de Rosa , Ettore del Monte , Laura Di Gesu , Niccolò Di Lalla , Immacolata Donnarumma , Victor Doroshenko , Steven R. Ehlert , Teruaki Enoto , Yuri Evangelista , Riccardo Ferrazzoli , Javier A. Garcia , Shuichi Gunji , Kiyoshi Hayashida , Jeremy Heyl , Wataru Iwakiri , Svetlana G. Jorstad , Vladimir Karas , Fabian Kislat , Takao Kitaguchi , Jeffery J. Kolodziejczak , Henric Krawczynski , Luca Latronico , Ioannis Liodakis , Simone Maldera , Alberto Manfreda , Frédéric Marin (1) , Andrea Marinucci , Alan P. Marscher , Francesco Massaro , Ikuyuki Mitsuishi , Tsunefumi Mizuno , Michela Negro , Chi-Yung Ng , Nicola Omodei , Chiara Oppedisano , George G. Pavlov , Abel L. Peirson , Matteo Perri , Melissa Pesce-Rollins , Pierre-Olivier Petrucci (2) , Andrea Possenti , Simonetta Puccetti , Brian D. Ramsey , Ajay Ratheesh , Oliver J. Roberts , Roger W. Romani , Carmelo Sgrò , Patrick Slane , Gloria Spandre , Douglas A. Swartz , Toru Tamagawa , Fabrizio Tavecchio , Roberto Taverna , Yuzuru Tawara , Allyn F. Tennant , Nicholas E. Thomas , Francesco Tombesi , Alessio Trois , Sergey S. Tsygankov , Roberto Turolla , Jacco Vink , Kinwah Wu
Alessandro Di Marco
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Résumé

This paper reports the first detection of polarization in the X-rays for atoll-source 4U 1820-303, obtained with the Imaging X-ray Polarimetry Explorer (IXPE) at 99.999% confidence level (CL). Simultaneous polarimetric measurements were also performed in the radio with the Australia Telescope Compact Array. The IXPE observations of 4U 1820-303 were coordinated with Swift X-ray Telescope, Neutron Star Interior Composition Explorer, and Nuclear Spectroscopic Telescope Array aiming to obtain an accurate X-ray spectral model covering a broad energy interval. The source shows a significant polarization above 4 keV, with a polarization degree of 2.0% ± 0.5% and a polarization angle of -55° ± 7° in the 4-7 keV energy range, and a polarization degree of 10% ± 2% and a polarization angle of -67° ± 7° in the 7-8 keV energy bin. This polarization also shows a clear energy trend with polarization degree increasing with energy and a hint for a position-angle change of ≃90° at 96% CL around 4 keV. The spectro-polarimetric fit indicates that the accretion disk is polarized orthogonally to the hard spectral component, which is presumably produced in the boundary/spreading layer. We do not detect linear polarization from the radio counterpart, with a 3σ upper limit of 50% at 7.25 GHz.
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Citer

Alessandro Di Marco, Fabio La Monaca, Juri Poutanen, Thomas D. Russell, Alessio Anitra, et al.. First Detection of X-Ray Polarization from the Accreting Neutron Star 4U 1820-303. The Astrophysical journal letters, 2023, 953, ⟨10.3847/2041-8213/acec6e⟩. ⟨insu-04198347⟩
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