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.

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.

Rock bursts in roadway groups of deep mining workfaces are more likely to occur due to concentrated static loads, posing significant threats to mining safety and efficiency. In this study, the coal mine roadway groups in western China are taken as an engineering case to investigate the occurrence mechanism of rock bursts in deep mining workfaces caused by concentrated static loads. A novel prevention and control method based on hydraulic fracturing is proposed, and a sensitivity analysis is conducted on key parameters, including in-situ stress, roof firmness coefficient, flow increment, and borehole spacing, to assess their influence on the hydraulic fracturing effect. The results reveal that the failure energy and peak stress of coal pillars within the roadway group gradually increase due to the continuous pressure exerted by the overlying roof, eventually reaching the conditions necessary to trigger rock bursts. The application of a super-long horizontal staged hydraulic fracturing technology transforms the thick, hard roof into a plastic cushion, which absorbs energy and weakens the stress transfer from the overlying roof. This process effectively reduces the stress concentration in the coal pillars. Furthermore, the hydraulic fracturing effect improves with increasing in-situ stress difference and decreasing borehole spacing, while the effect of flow increment is relatively limited. The study also highlights that higher roof firmness coefficients hinder the effectiveness of hydraulic fracturing, as greater water pressure is required for fracture propagation. Field application of the hydraulic fracturing technique, with parameters including an in-situ stress difference (λ), rock strata firmness coefficient, flow rate of 50 m3/day, borehole spacing of 60 m, and a borehole horizontal level of 40–50 m above the roadway, led to a significant reduction in microseismic events and ground audio frequency, demonstrating a remarkable anti-impact effect on-site. This research provides a theoretical framework and practical insights for the prevention and mitigation of concentrated static load-induced rock bursts in similar mining roadway groups.

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 Polarization measurements provide insight into the magnetic field, a critical aspect of the dynamics and emission properties around the compact object. In this paper, we present the polarized magnetic field of the Crab outer torus and the Vela arc utilizing Imaging X-ray Polarimetry Explorer observation data. The polarization angle (PA) measured for the Crab outer torus exhibits two monotonic evolutions along the azimuth angle, which are consistent with the normal line of the elliptical ring. There is a slight increase in PA along the azimuth angle for both the inner arc and the outer arc of the Vela Nebula. The polarized magnetic vector along the outer torus of the Crab Nebula shows the polarized magnetic field aligns with the Crab outer torus structure. The PA variation along the Crab outer torus suggests a bulk flow speed of 0.8 c . Meanwhile, the Vela Nebula polarized magnetic field does not exactly align with the Vela arc structure. We noted that the Crab Nebula possesses a polarized toroidal magnetic field, whereas the Vela Nebula exhibits an incomplete toroidal magnetic field.

Abstract Supernova remnants (SNRs) provide insights into cosmic-ray acceleration and magnetic field dynamics at shock fronts. Recent X-ray polarimetric measurements by the Imaging X-ray Polarimetry Explorer (IXPE) have revealed radial magnetic fields near particle acceleration sites in young SNRs, including Cassiopeia A, Tycho, and SN 1006. We present here the spatially resolved IXPE X-ray polarimetric observation of the northwestern rim of SNR RX J1713.7–3946. For the first time, our analysis shows that the magnetic field in the particle acceleration sites of this SNR is oriented tangentially with respect to the shock front. Because of the lack of precise Faraday rotation measurements in the radio band, this was not possible before. The average measured polarization degree (PD) of the synchrotron emission is 12.5% ± 3.3%, lower than the one measured by IXPE in SN 1006, comparable to the Tycho one, but notably higher than the one in Cassiopeia A. On subparsec scales, localized patches within RX J1713.7–3946 display a PD of up to 41.5% ± 9.5%. These results are compatible with a shock-compressed magnetic field. However, in order to explain the observed PD, either the presence of a radial net magnetic field upstream of the shock or partial reisotropization of the turbulence downstream by radial magnetohydrodynamical instabilities can be invoked. From comparison of PD and magnetic field distribution with γ -rays and 12 CO data, our results provide new inputs in favor of a leptonic origin of the γ -ray emission.

Abstract The Low-Energy X-ray Polarization Detector (LPD) is one of the payloads in the POLAR-2 experiment, which is planned as an external payload for deployment on the China Space Station in 2026. The LPD is specifically designed to observe the polarization of gamma-ray burst prompt emissions in the energy range of 2–10 keV, with a preliminary design featuring a wide field-of-view (FOV) of ±45°. This observation is achieved using an array of X-ray photoelectric polarimeters. Because of the wide FOV design of the detector, nearly all photons impinge on the detector off-axis. This paper investigates the polarization reconstruction of a photoelectric polarimeter for off-axis photons. It was found that the reconstruction of the emission azimuthal angles of photoelectron tracks is the main factor affecting the shape of the modulation function for off-axis radiation. Therefore, a modulation function correction method based on Monte Carlo (MC) simulation is proposed. This MC simulation-based method is applied to both simulated and experimental data to correct the modulation function for off-axis radiation. The reconstruction results demonstrate that this method can accurately determine the polarization degree and polarization angle of photons under different conditions. While we tested up to 45° off-axis angles due to our ±45° FOV, the method is theoretically applicable to off-axis angles up to ∼90°.