Highly Significant Detection of X-Ray Polarization from the Brightest Accreting Neutron Star Sco X-1 - INSU - Institut national des sciences de l'Univers Accéder directement au contenu
Article Dans Une Revue The Astrophysical journal letters Année : 2024

Highly Significant Detection of X-Ray Polarization from the Brightest Accreting Neutron Star Sco X-1

Fabio La Monaca , Alessandro Di Marco , Juri Poutanen , Matteo Bachetti , Sara Elisa Motta , Alessandro Papitto , Maura Pilia , Fei Xie , Stefano Bianchi , Anna Bobrikova , Enrico Costa , Wei Deng , Ming-Yu Ge , Giulia Illiano , Shu-Mei Jia , Henric Krawczynski , Eleonora Veronica Lai , Kuan Liu , Guglielmo Mastroserio , Fabio Muleri , John Rankin , Paolo Soffitta , Alexandra Veledina , Filippo Ambrosino , Melania del Santo , Wei Chen , Javier A. Garcia , Philip Kaaret , Thomas D. Russell , Wen-Hao Wei , Shuang-Nan Zhang , Chao Zuo , Zaven Arzoumanian , Massimo Cocchi , Andrea Gnarini , Ruben Farinelli , Keith Gendreau , Francesco Ursini , Martin C. Weisskopf , Silvia Zane , Iván Agudo , Lucio A. Antonelli , Luca Baldini , Wayne H. Baumgartner , Ronaldo Bellazzini , Stephen D. Bongiorno , Raffaella Bonino , Alessandro Brez , Niccolò Bucciantini , Fiamma Capitanio , 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 , Michal Dovčiak , Steven R. Ehlert , Teruaki Enoto , Yuri Evangelista , Sergio Fabiani , Riccardo Ferrazzoli , Shuichi Gunji , Kiyoshi Hayashida , Jeremy Heyl , Wataru Iwakiri , Svetlana G. Jorstad , Vladimir Karas , Fabian Kislat , Takao Kitaguchi , Jeffery J. Kolodziejczak , Luca Latronico , Ioannis Liodakis , Simone Maldera , Alberto Manfreda , Frédéric Marin (1) , Andrea Marinucci , Alan P. Marscher , Herman L. Marshall , Francesco Massaro , Giorgio Matt , Ikuyuki Mitsuishi , Tsunefumi Mizuno , Michela Negro , Chi-Yung Ng , Stephen L. O'Dell , 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
Fabio La Monaca
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Résumé

The Imaging X-ray Polarimetry Explorer measured with high significance the X-ray polarization of the brightest Z-source, Sco X-1, resulting in the nominal 2-8 keV energy band in a polarization degree of 1.0% ± 0.2% and a polarization angle of 8° ± 6° at a 90% confidence level. This observation was strictly simultaneous with observations performed by NICER, NuSTAR, and Insight-HXMT, which allowed for a precise characterization of its broadband spectrum from soft to hard X-rays. The source has been observed mainly in its soft state, with short periods of flaring. We also observed low-frequency quasiperiodic oscillations. From a spectropolarimetric analysis, we associate a polarization to the accretion disk at <3.2% at 90% confidence level, compatible with expectations for an electron scattering dominated optically thick atmosphere at the Sco X-1 inclination of ~44°; for the higher-energy Comptonized component, we obtain a polarization of 1.3% ± 0.4%, in agreement with expectations for a slab of Thomson optical depth of ~7 and an electron temperature of ~3 keV. A polarization rotation with respect to previous observations by OSO-8 and PolarLight, and also with respect to the radio-jet position angle, is observed. This result may indicate a variation of the polarization with the source state that can be related to relativistic precession or a change in the corona geometry with the accretion flow.
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Citer

Fabio La Monaca, Alessandro Di Marco, Juri Poutanen, Matteo Bachetti, Sara Elisa Motta, et al.. Highly Significant Detection of X-Ray Polarization from the Brightest Accreting Neutron Star Sco X-1. The Astrophysical journal letters, 2024, 960, ⟨10.3847/2041-8213/ad132d⟩. ⟨insu-04414043⟩
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