Discovery of a variable energy-dependent X-ray polarization in the accreting neutron star GX 5−1 - INSU - Institut national des sciences de l'Univers Accéder directement au contenu
Article Dans Une Revue Astronomy and Astrophysics - A&A Année : 2024

Discovery of a variable energy-dependent X-ray polarization in the accreting neutron star GX 5−1

Sergio Fabiani , Fiamma Capitanio , Rosario Iaria , Juri Poutanen , Andrea Gnarini , Francesco Ursini , Ruben Farinelli , Anna Bobrikova , James F. Steiner , Jiri Svoboda , Alessio Anitra , Maria C. Baglio , Francesco Carotenuto , Melania del Santo , Carlo Ferrigno , Fraser Lewis , David M. Russell , Thomas D. Russell , Jakob van den Eijnden , Massimo Cocchi , Alessandro Di Marco , Fabio La Monaca , Kuan Liu , John Rankin , Martin C. Weisskopf , Fei Xie , Stefano Bianchi , Luciano Burderi , Tiziana Di Salvo , Elise Egron , Giulia Illiano , Philip Kaaret , Giorgio Matt , Romana Mikušincová , Fabio Muleri , Alessandro Papitto , Iván Agudo , Lucio A. Antonelli , Matteo Bachetti , Luca Baldini , Wayne H. Baumgartner , Ronaldo Bellazzini , Stephen D. Bongiorno , Raffaella Bonino , Alessandro Brez , Niccolò Bucciantini , Simone Castellano , Elisabetta Cavazzuti , Chien-Ting Chen , Stefano Ciprini , Enrico Costa , 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 , 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 , Herman L. Marshall , Francesco Massaro , 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) , Maura Pilia , Andrea Possenti , Simonetta Puccetti , Brian D. Ramsey , Ajay Ratheesh , Oliver J. Roberts , Roger W. Romani , Carmelo Sgrò , Patrick Slane , Paolo Soffitta , 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 , Silvia Zane
Sergio Fabiani
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Fiamma Capitanio
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Rosario Iaria
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Juri Poutanen
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Andrea Gnarini
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Francesco Ursini
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Ruben Farinelli
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James F. Steiner
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Jiri Svoboda
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Maria C. Baglio
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Francesco Carotenuto
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Melania del Santo
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Carlo Ferrigno
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Jacco Vink
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Kinwah Wu
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Silvia Zane
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Résumé

We report on the coordinated observations of the neutron star low-mass X-ray binary (NS-LMXB) GX 5−1 in X-rays (IXPE, NICER, NuSTAR, and INTEGRAL), optical (REM and LCO), near-infrared (REM), mid-infrared (VLT VISIR), and radio (ATCA). This Z-source was observed by IXPE twice in March-April 2023 (Obs. 1 and 2). In the radio band the source was detected, but only upper limits to the linear polarization were obtained at a 3σ level of 6.1% at 5.5 GHz and 5.9% at 9 GHz in Obs. 1 and 12.5% at 5.5 GHz and 20% at 9 GHz in Obs. 2. The mid-IR, near-IR, and optical observations suggest the presence of a compact jet that peaks in the mid- or far-IR. The X-ray polarization degree was found to be 3.7%±0.4% (at 90% confidence level) during Obs. 1 when the source was in the horizontal branch of the Z-track and 1.8%±0.4% during Obs. 2 when the source was in the normal-flaring branch. These results confirm the variation in polarization degree as a function of the position of the source in the color-color diagram, as for previously observed Z-track sources (Cyg X-2 and XTE 1701−462). Evidence of a variation in the polarization angle of ∼20° with energy is found in both observations, likely related to the different, nonorthogonal polarization angles of the disk and Comptonization components, which peak at different energies.
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insu-04592686 , version 1 (30-05-2024)

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Citer

Sergio Fabiani, Fiamma Capitanio, Rosario Iaria, Juri Poutanen, Andrea Gnarini, et al.. Discovery of a variable energy-dependent X-ray polarization in the accreting neutron star GX 5−1. Astronomy and Astrophysics - A&A, 2024, 684, ⟨10.1051/0004-6361/202347374⟩. ⟨insu-04592686⟩
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