Discovery of a variable energy-dependent X-ray polarization in the accreting neutron star GX 5−1
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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Anna Bobrikova
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James F. Steiner
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Jiri Svoboda
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Alessio Anitra
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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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Fraser Lewis
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David M. Russell
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Thomas D. Russell
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Jakob van den Eijnden
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Massimo Cocchi
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Alessandro Di Marco
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Fabio La Monaca
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Kuan Liu
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John Rankin
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Martin C. Weisskopf
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Fei Xie
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Stefano Bianchi
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Luciano Burderi
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Tiziana Di Salvo
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Elise Egron
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Giulia Illiano
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Philip Kaaret
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Giorgio Matt
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Romana Mikušincová
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Fabio Muleri
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Alessandro Papitto
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Iván Agudo
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Lucio A. Antonelli
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Matteo Bachetti
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Luca Baldini
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Wayne H. Baumgartner
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Ronaldo Bellazzini
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Stephen D. Bongiorno
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Raffaella Bonino
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Niccolò Bucciantini
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Simone Castellano
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Elisabetta Cavazzuti
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Chien-Ting Chen
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Stefano Ciprini
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Enrico Costa
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Alessandra de Rosa
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Ettore del Monte
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Laura Di Gesu
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Niccolò Di Lalla
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Immacolata Donnarumma
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Victor Doroshenko
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Michal Dovčiak
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Steven R. Ehlert
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Teruaki Enoto
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Yuri Evangelista
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Riccardo Ferrazzoli
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Javier A. Garcia
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Shuichi Gunji
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Kiyoshi Hayashida
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Jeremy Heyl
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Wataru Iwakiri
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Svetlana G. Jorstad
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Vladimir Karas
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Fabian Kislat
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Takao Kitaguchi
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Jeffery J. Kolodziejczak
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Henric Krawczynski
,
Luca Latronico
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Ioannis Liodakis
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Simone Maldera
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Alberto Manfreda
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Frédéric Marin
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Andrea Marinucci
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Alan P. Marscher
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Herman L. Marshall
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Francesco Massaro
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Ikuyuki Mitsuishi
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Tsunefumi Mizuno
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Michela Negro
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Chi-Yung Ng
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Nicola Omodei
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Chiara Oppedisano
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George G. Pavlov
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Abel L. Peirson
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Matteo Perri
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(2)
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Maura Pilia
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Andrea Possenti
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Simonetta Puccetti
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Brian D. Ramsey
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Ajay Ratheesh
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Oliver J. Roberts
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Roger W. Romani
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Carmelo Sgrò
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Patrick Slane
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Paolo Soffitta
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Gloria Spandre
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Douglas A. Swartz
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Toru Tamagawa
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Fabrizio Tavecchio
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Roberto Taverna
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Yuzuru Tawara
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Allyn F. Tennant
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Nicholas E. Thomas
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Francesco Tombesi
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Alessio Trois
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Sergey S. Tsygankov
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Roberto Turolla
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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.
| Origine | Fichiers éditeurs autorisés sur une archive ouverte |
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