Launched on 2021 December 9, the Imaging X-ray Polarimetry Explorer (IXPE) is a NASA Small Explorer Mission in collaboration with the Italian Space Agency (ASI). The mission will open a new window of investigation—imaging x-ray polarimetry. The observatory features three identical telescopes, each consisting of a mirror module assembly with a polarization-sensitive imaging x-ray detector at the focus. A coilable boom, deployed on orbit, provides the necessary 4-m focal length. The observatory utilizes a three-axis-stabilized spacecraft, which provides services such as power, attitude determination and control, commanding, and telemetry to the ground. During its 2-year baseline mission, IXPE will conduct precise polarimetry for samples of multiple categories of x-ray sources, with follow-on observations of selected targets.

Abstract We report on an observational campaign on the bright black hole (BH) X-ray binary Swift J1727.8–1613 centered around five observations by the Imaging X-ray Polarimetry Explorer. These observations track for the first time the evolution of the X-ray polarization of a BH X-ray binary across a hard to soft state transition. The 2–8 keV polarization degree decreased from ∼4% to ∼3% across the five observations, but the polarization angle remained oriented in the north–south direction throughout. Based on observations with the Australia Telescope Compact Array, we find that the intrinsic 7.25 GHz radio polarization aligns with the X-ray polarization. Assuming the radio polarization aligns with the jet direction (which can be tested in the future with higher-spatial-resolution images of the jet), our results imply that the X-ray corona is extended in the disk plane, rather than along the jet axis, for the entire hard intermediate state. This in turn implies that the long (≳10 ms) soft lags that we measure with the Neutron star Interior Composition ExploreR are dominated by processes other than pure light-crossing delays. Moreover, we find that the evolution of the soft lag amplitude with spectral state does not follow the trend seen for other sources, implying that Swift J1727.8–1613 is a member of a hitherto undersampled subpopulation.

We report the X-ray polarization properties of the high-synchrotron-peaked (HSP) blazar PKS 2155$-$304 based on observations with the Imaging X-ray Polarimetry Explorer (IXPE). We observed the source between Oct 27 and Nov 7, 2023. We also conducted an extensive contemporaneous multiwavelength (MW) campaign. We find that during the first half ($T_1$) of the IXPE pointing, the source exhibited the highest X-ray polarization degree detected for an HSP blazar thus far, (30.7pm 2.0)<!PCT!>; this dropped to (15.3pm 2.1)<!PCT!> during the second half ($T_2$). The X-ray polarization angle remained stable during the IXPE pointing at 129.4 and 125.4 during $T_1$ and $T_2$, respectively. Meanwhile, the optical polarization degree remained stable during the IXPE pointing, with average host-galaxy-corrected values of (4.3pm 0.7)<!PCT!> and (3.8pm 0.9)<!PCT!> during the $T_1$ and $T_2$, respectively. During the IXPE pointing, the optical polarization angle changed achromatically from sim 140 to sim 90 and back to sim 130 Despite several attempts, we only detected (99.7<!PCT!> conf.) the radio polarization once (during $T_2$, at 225.5 GHz): with degree (1.7pm 0.4)<!PCT!> and angle 112.5 The direction of the broad pc-scale jet is rather ambiguous and has been found to point to the east and south at different epochs; however, on larger scales (> 1.5 pc) the jet points toward the southeast (sim 135 similarly to all of the MW polarization angles. Moreover, the X-ray-to-optical polarization degree ratios of sim 7 and sim 4 during $T_1$ and $T_2$, respectively, are similar to previous IXPE results for several HSP blazars. These findings, combined with the lack of correlation of temporal variability between the MW polarization properties, agree with an energy-stratified shock-acceleration scenario in HSP blazars.

The development and calibration of a measurement system designed for assessing the performance of the avalanche photodiodes (APDs) used in the Compton scattering polarimeter of the CUSP project is discussed in this work. The designed system is able to characterize the APD gain GAPD and energy resolution across a wide range of temperatures T (from −20 °C to +60 °C) and bias voltages Vbias (from 260 V to 410 V). The primary goal was to experimentally determine the GAPD dependence on the T and Vbias in order to establish a strategy for stabilizing GAPD by compensating for T fluctuations, acting on Vbias. The results demonstrate the system capability to accurately characterize APD behavior and develop feedback mechanisms to ensure its stable operation. This work provides a robust framework for calibrating APDs for space environments. It is essential for the successful implementation of spaceborne polarimeters such as the Compton scattering polarimeter foreseen aboard the CUbeSat Solar Polarimeter (CUSP) mission under development to perform solar flare X-ray polarimetry.

We present the first X-ray spectropolarimetric results for Cygnus X-1 in its soft state from a campaign of five IXPE observations conducted during 2023 May-June. Companion multiwavelength data during the campaign are likewise shown. The 2-8 keV X-rays exhibit a net polarization degree PD=1.99%+/-0.13% (68% confidence). The polarization signal is found to increase with energy across IXPE's 2-8 keV bandpass. The polarized X-rays exhibit an energy-independent polarization angle of PA=-25.7+/-1.8 deg. East of North (68% confidence). This is consistent with being aligned to Cyg X-1's AU-scale compact radio jet and its pc-scale radio lobes. In comparison to earlier hard-state observations, the soft state exhibits a factor of 2 lower polarization degree, but a similar trend with energy and a similar (also energy-independent) position angle. When scaling by the natural unit of the disk temperature, we find the appearance of a consistent trendline in the polarization degree between soft and hard states. Our favored polarimetric model indicates Cyg X-1's spin is likely high (a* above ~0.96). The substantial X-ray polarization in Cyg X-1's soft state is most readily explained as resulting from a large portion of X-rays emitted from the disk returning and reflecting off the disk surface, generating a high polarization degree and a polarization direction parallel to the black hole spin axis and radio jet. In IXPE's bandpass, the polarization signal is dominated by the returning reflection emission. This constitutes polarimetric evidence for strong gravitational lensing of X-rays close to the black hole.

Abstract We present the first X-ray polarization measurements of GX 339–4. IXPE observed this source twice during its 2023–2024 outburst, once in the soft-intermediate state and again during a soft state. The observation taken during the intermediate state shows a significant (4 σ ) polarization degree P X = 1.3% ± 0.3% and polarization angle θ X = −74° ± 7° only in the 3–8 keV band. FORS2 at the Very Large Telescope observed the source simultaneously, detecting optical polarization in the B , V , R , and I bands (between ∼0.1% and ∼0.7%), all roughly aligned with the X-ray polarization. We also detect a discrete jet knot from radio observations with the Australia Telescope Compact Array taken later in time; this knot would have been ejected from the system around the same time as the hard-to-soft X-ray state transition, and a bright radio flare occurred ∼3 months earlier. The proper motion of the jet knot provides a direct measurement of the jet orientation angle on the plane of the sky at the time of the ejection. We find that both the X-ray and optical polarization angles are aligned with the direction of the ballistic jet.