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.

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 VY Scl binaries are a sub-class of cataclysmic variable (CV) which show extended low states, but do not show outbursts which are seen in other classes of CV. To better determine how often these systems spend in low states and to resolve the state transitions we have analysed ZTF data on eight systems and TESS data on six systems. Half of the sample spent most of the time in a high state; three show a broad range and one spends roughly half the time transitioning between high and low states. Using the ZTF data we explore the colour variation as a function of brightness. In KR Aur, we identify a series of repeating outburst events whose brightness appears to increase over time. Using TESS data we searched for periods other than the orbital. In LN UMa we find evidence for a peak whose period varies between 3–6 d. We outline the current models which aim to explain the observed properties of VY Scl systems which includes disc irradiation and a white dwarf having a significant magnetic field.

Large-scale cosmic filaments connect galaxies, clusters, and voids. They are permeated by magnetic fields with a variety of topologies. Cosmic rays with energies up to 1020eV can be produced in astrophysical environments associated with star-formation and AGN activities. The fate of these cosmic rays in filaments, which cannot be directly observed on Earth, are rarely studied. We investigate the high-energy processes associated with energetic particles (cosmic rays) in filaments, adopting an ecological approach that includes galaxies, clusters/superclusters, and voids as key cosmological structures in the filament ecosystem. We derive the phenomenology for modelling interfaces between filaments and these structures, and investigate how the transfer and fate of energetic cosmic ray protons are affected by the magnetism of the interfaces. We consider different magnetic field configurations in filaments and assess the implications for cosmic ray confinement and survival against hadronic pion-producing and photo-pair interactions. Our analysis shows that the fate of the particles depends on the location of their origin within a filament ecosystem, and that filaments act as ‘highways’, channelling cosmic rays between galaxies, galaxy clusters, and superclusters. Filaments can also operate as cosmic ‘fly paper’, capturing cosmic ray protons with energies up to 1018eV from cosmic voids. Our analysis predicts the presence of a population of ∼1012–1016eV cosmic ray protons in filaments and voids accumulated continually over cosmic time. These protons do not suffer significant energy losses through photo-pair or pion production, nor can they be cooled efficiently. Instead, they form a cosmic ray fossil record of the power generation history of the Universe.

We have, at last, an observatory dedicated to X-ray polarimetry that has been operational since December 9th, 2021. The Imaging X-ray Polarimetry Explorer (IXPE) is a NASA SMEX mission, in partnership with ASI, based on three X-ray telescopes, each equipped with a polarization-sensitive detector in the focus. An extending boom was deployed in orbit, positioning the detectors at the optimal distance from the optics, which have a 4-meter focal length. The spacecraft is three-axis stabilized, providing power, attitude determination and control, transmission, and commanding capabilities. 
 
 After two and a half years of observation, IXPE has detected positive polarization from nearly all classes of celestial sources that emit X-rays. In this report, we describe the IXPE mission, detailing the performance of the scientific instrumentation after 2.5 years of operation. We also present the main astrophysical results and a few examples of scientific performance during flight.

Abstract A firm establishment of the presence or the lack of periodicity in repeating fast radio bursts is crucial for determining their origins. Here, we compile 1145 radio bursts of FRB 20121102A with fluence larger than 0.15 Jy ms from observations using the Five-hundred-meter Aperture Spherical radio Telescope, the Arecibo Observatory, the Green Bank Telescope, the Effelsberg Telescope, the MeerKAT Telescope, the Lovell Telescope, the Deep Space Network 70 m radio telescopes, the Very Large Array, and the Westerbork Synthesis Radio Telescope, spanning the time interval of MJD 57175−58776. A quasi-period of 157.1 − 4.8 + 5.2 days and a candidate quasi-period of 4.605 − 0.010 + 0.003 days are found through the phase-folding probability binomial analysis. The former is consistent with previous findings and the latter is new. The 4.605 day periodicity is more obvious in high-energy bursts with fluence larger than 1 × 10 38 erg. The presence of these (candidate) quasi-periods, together with the corresponding width of burst accumulation in the phase space, are consistent with the bursts originating from a binary degenerate star system with a close-by planet around the primary neutron star.