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.

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.

Recent observations of X-ray pulsars (XRPs) performed by the Imaging X-ray Polarimetry Explorer have made it possible to investigate the intricate details of these objects in a new way, thanks to the added value of X-ray polarimetry. Here we present the results of the observations of a member of the small group of XRPs displaying super-orbital variability. was observed by three separate times during the high state of its super-orbital period. The observed luminosity in the 2--8 keV energy band of $L $ makes the brightest XRP ever observed by We detect significant polarization in all three observations, with values of the phase-averaged polarization degree (PD) and polarization angle (PA) of $3.2 0.8$<!PCT!> and $97 for Observation 1, $3.0 0.9$<!PCT!> and $90 for Observation 2, and $5.5 1.1$<!PCT!> and $80 for Observation 3, for the spectro-polarimetric analysis. The observed PD shows an increase over time with decreasing luminosity, while the PA decreases in decrements of sim 10 The phase-resolved spectro-polarimetric analysis reveals significant detection of polarization in three out of seven phase bins, with the PD ranging between sim 2<!PCT!> and sim 10<!PCT!>, and a corresponding range in the PA from sim 70 to sim 100 The pulse-phase resolved PD displays an apparent anti-correlation with the flux. Using the rotating vector model, we obtain constraints on the pulsar’s geometrical properties for the individual observations. The position angle of the pulsar displays an evolution over time supporting the idea that we observe changes related to different super-orbital phases. Scattering in the wind of the precessing accretion disk may be responsible for the behavior of the polarimetric properties observed during the high-state of super-orbital period.

Abstract The existence of two distinct and apparently unrelated populations of dusty stellar objects in the Nuclear Stellar Cluster of the Milky Way, namely IRS 13 and the S-cluster, are potentially prone to a general process describing the star formation history in the Galactic center (GC). The former cluster is thought to be entangled in the clockwise and counterclockwise disks, a large-scale stellar distribution revealed by the analysis of stars at different distances from Sgr A*, the supermassive black hole in the GC. Recently, this large-scale distribution was reported to exhibit a multidisk structure with at least four components. Motivated by this finding, we revisit the anisotropic IRS 13 cluster and find strong evidence for a disk-like structure. An examination of about 50 individual stellar orbits reveals a new structure that does not follow any trend known in the literature. Furthermore, we investigate the possibility of an inspiral cluster undergoing star formation processes, as proposed by several authors. Using a simplified N -body simulation to reproduce our observational results, we conclude that, under certain conditions, a massive cluster can migrate from the Circum Nuclear Disk toward the inner parsec. Based on this classification, we revisit the large-scale NACO Very Large Telescope (VLT) observations of IRS 13 and find evidence for a separation of the cluster into a gravitationally stable core remnant and a dissipating part. With the velocity-resolved H30 α line and the broadband spectral energy distribution of IRS 13 E3, we provide tentative support for the existence of an intermediate-mass black hole of ∼3 × 10 4 M ⊙ surrounded by a hot gaseous stream.

Supermassive black holes (SMBHs) are observed in active galactic nuclei interacting with their environments, where chaotical, discontinuous accretion episodes may leave matter remnants orbiting the central attractor in the form of sequences of orbiting toroidal structures, with strongly different features as different rotation orientations with respect to the central Kerr BH. Such ringed structures can be characterized by peculiar internal dynamics, where co-rotating and counter-rotating accretion stages can be mixed and distinguished by tori interaction, drying–feeding processes, screening effects, and inter-disk jet emission. A ringed accretion disk (RAD) is a full general relativistic model of a cluster of toroidal disks, an aggregate of axi-symmetric co-rotating and counter-rotating disks orbiting in the equatorial plane of a single central Kerr SMBH. In this work, we discuss the time evolution of a ringed disk. Our analysis is a detailed numerical study of the evolving RAD properties formed by relativistic thin disks, using a thin disk model and solving a diffusion-like evolution equation for an RAD in the Kerr spacetime, adopting an initial wavy (ringed) density profile. The RAD reaches a single-disk phase, building accretion to the inner edge regulated by the inner edge boundary conditions. The mass flux, the radial drift, and the disk mass of the ringed disk are evaluated and compared to each of its disk components. During early inter-disk interaction, the ring components spread, destroying the internal ringed structure and quickly forming a single disk with timescales governed by ring viscosity prescriptions. Different viscosities and boundary conditions have been tested. We propose that a system of viscously spreading accretion rings can originate as a product of tidal disruption of a multiple stellar system that comes too close to an SMBH.

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.