Supermassive black holes in the nuclei of active galaxies expel large amounts of matter through powerful winds of ionized gas. The archetypal active galaxy NGC 5548 has been studied for decades, and high-resolution X-ray and UV observations have previously shown a persistent ionized outflow. An observing campaign in 2013 with six space observatories shows the nucleus to be obscured by a long-lasting, clumpy stream of ionized gas never seen before. It blocks 90% of the soft X-ray emission and causes simultaneous deep, broad UV absorption troughs. The outflow velocities of this gas are up to five times faster than those in the persistent outflow, and at a distance of only a few light days from the nucleus, it may likely originate from the accretion disk.

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.

Weakly magnetized neutron stars in X-ray binaries show a complex phenomenology with several spectral components that can be associated with the accretion disk, the boundary, and/or a spreading layer, a corona, and a wind. Spectroscopic information alone, however, is not enough to distinguish these components. The analysis of the timing data revealed that most of the variability, and in particular, kilohertz quasi-period oscillations, are associated with the high-energy component that corresponds to the boundary and/or spreading layer. Additional information about the nature of the spectral components, and in particular, about the geometry of the emission region, can be provided by X-ray polarimetry. One of the objects of the class, a bright, persistent, and rather peculiar galactic Type I X-ray burster was observed with the Imaging X-ray Polarimetry Explorer (IXPE) and the X-ray Multi-Mirror Mission Newton ( Using the data, we obtained the best-fit values for the continuum spectral parameters and detected strong absorption lines associated with the accretion disk wind. IXPE data showed the source to be significantly polarized in the 2--8 keV energy band, with an overall polarization degree (PD) of $1.4<!PCT!> at a polarization angle (PA) of $-2 (errors at the 68<!PCT!> confidence level). During the two-day long observation, we detected rotation of the PA by about 70 with the corresponding changes in the PD from 2<!PCT!> to nondetectable and then up to 5<!PCT!>. These variations in polarization properties are not accompanied by visible spectral state changes of the source. The energy-resolved polarimetric analysis showed a significant change in polarization, from being strongly dependent on energy at the beginning of the observation to being almost constant with energy in the later parts of the observation. As a possible interpretation, we suggest a constant polarization component, strong wind scattering, or a different polarization of the two main spectral components with an individually peculiar behavior. The rotation of the PA suggests a misalignment of the neutron star spin from the orbital axis.

Active galactic nuclei (AGNs), either radio-quiet or radio-loud, had never been observed in X-ray polarized light until the advent of the Imaging X-ray Polarimetry Explorer (IXPE) in the end of 2021. This satellite opened a new observational window for studying supermassive black holes and their complex environment. In this regard, radio-quiet AGNs are probably better targets than radio-loud objects to probe accretion processes due to the lack of synchrotron emission from jets that can dilute the polarized signal from the central engine. Their relatively clean environment not only allows to detect and measure the X-ray polarization originating from the hot corona responsible for X-ray emission, but also to assess the geometry of the media immediately surrounding the supermassive black hole. Such geometrical measurements work just as well for characterizing the corona morphology in pole-on AGNs as it does for determining the three-dimensional shape of the circumnuclear cold obscurer (the so-called torus) in edge-on AGNs. In this review paper, we will return to each of the observations made by IXPE so far in the field of radio-quiet AGNs and highlight the fundamental contribution of X-ray polarimetry to our understanding of how light is emitted and how matter is shaped around supermassive black holes.

The enigmatic and intriguing phenomenon of the “soft excess” observed in the X-ray spectra of luminous quasars continues to be a subject of considerable interest and debate in the field of high-energy astrophysics. This study focuses on the quasar HE 1029-1401 ( z = 0.086, log( L bol /[erg s −1 ]) = 46.0 ± 0.2), with a particular emphasis on investigating the properties of the hot corona and the physical origin of the soft excess. In this study, we present the results of a joint XMM-Newton / NuSTAR monitoring campaign of this quasar conducted in May 2022. The source exhibits a cold and narrow Fe K α emission line at 6.4 keV, in addition to the detection of a broad component. Our findings suggest that the soft excess observed in HE 1029-1401 can be adequately explained by Comptonized emission originating from a warm corona. Specifically, fitting the spectra with two N THCOMP component we found that the warm corona is characterized by a photon index (Γ w ) of 2.75 ± 0.05 and by an electron temperature ( kT e w ) of 0.39 −0.04 +0.06 keV, while the optical depth ( τ w ) is found to be 23 ± 3. We also test more physical models for the warm corona, corresponding to two scenarios: pure Comptonization and Comptonization plus reflection. Both models provide a good fit to the data, and are in agreement with a radially extended warm corona having a size of a few tens of gravitational radii.