The Astrophysical Journal (Jan 2024)
X-Ray Polarimetry of the Dipping Accreting Neutron Star 4U 1624–49
- M. Lynne Saade,
- Philip Kaaret,
- Andrea Gnarini,
- Juri Poutanen,
- Francesco Ursini,
- Stefano Bianchi,
- Anna Bobrikova,
- Fabio La Monaca,
- Alessandro Di Marco,
- Fiamma Capitanio,
- Alexandra Veledina,
- Iván Agudo,
- Lucio A. Antonelli,
- Matteo Bachetti,
- Luca Baldini,
- Wayne H. Baumgartner,
- Ronaldo Bellazzini,
- Stephen D. Bongiorno,
- Raffaella Bonino,
- Alessandro Brez,
- Niccolò Bucciantini,
- Simone Castellano,
- Elisabetta Cavazzuti,
- Chien-Ting Chen,
- Stefano Ciprini,
- Enrico Costa,
- Alessandra De Rosa,
- Ettore Del Monte,
- Laura Di Gesu,
- Niccolò Di Lalla,
- Immacolata Donnarumma,
- Victor Doroshenko,
- Michal Dovčiak,
- Steven R. Ehlert,
- Teruaki Enoto,
- Yuri Evangelista,
- Sergio Fabiani,
- Riccardo Ferrazzoli,
- Javier A. García,
- Shuichi Gunji,
- Kiyoshi Hayashida,
- Jeremy Heyl,
- Wataru Iwakiri,
- Svetlana G. Jorstad,
- Vladimir Karas,
- Fabian Kislat,
- Takao Kitaguchi,
- Jeffery J. Kolodziejczak,
- Henric Krawczynski,
- Luca Latronico,
- Ioannis Liodakis,
- Simone Maldera,
- Alberto Manfreda,
- Frédéric Marin,
- Andrea Marinucci,
- Alan P. Marscher,
- Herman L. Marshall,
- Francesco Massaro,
- Giorgio Matt,
- Ikuyuki Mitsuishi,
- Tsunefumi Mizuno,
- Fabio Muleri,
- Michela Negro,
- Chi-Yung Ng,
- Stephen L. O’Dell,
- Nicola Omodei,
- Chiara Oppedisano,
- Alessandro Papitto,
- George G. Pavlov,
- Abel L. Peirson,
- Matteo Perri,
- Melissa Pesce-Rollins,
- Pierre-Olivier Petrucci,
- Maura Pilia,
- Andrea Possenti,
- Simonetta Puccetti,
- Brian D. Ramsey,
- John Rankin,
- Ajay Ratheesh,
- Oliver J. Roberts,
- Roger W. Romani,
- Carmelo Sgrò,
- Patrick Slane,
- Paolo Soffitta,
- Gloria Spandre,
- Douglas A. Swartz,
- Toru Tamagawa,
- Fabrizio Tavecchio,
- Roberto Taverna,
- Yuzuru Tawara,
- Allyn F. Tennant,
- Nicholas E. Thomas,
- Francesco Tombesi,
- Alessio Trois,
- Sergey S. Tsygankov,
- Roberto Turolla,
- Jacco Vink,
- Martin C. Weisskopf,
- Kinwah Wu,
- Fei Xie,
- Silvia Zane
Affiliations
- M. Lynne Saade
- ORCiD
- Science & Technology Institute, Universities Space Research Association , 320 Sparkman Drive, Huntsville, AL 35805, USA ; [email protected]
- Philip Kaaret
- ORCiD
- NASA Marshall Space Flight Center , Huntsville, AL 35812, USA
- Andrea Gnarini
- ORCiD
- Dipartimento di Matematica e Fisica, Università degli Studi Roma Tre , Via della Vasca Navale 84, 00146 Roma, Italy
- Juri Poutanen
- ORCiD
- Department of Physics and Astronomy, FIN-20014, University of Turku , Finland
- Francesco Ursini
- ORCiD
- Dipartimento di Matematica e Fisica, Università degli Studi Roma Tre , Via della Vasca Navale 84, 00146 Roma, Italy
- Stefano Bianchi
- ORCiD
- Dipartimento di Matematica e Fisica, Università degli Studi Roma Tre , Via della Vasca Navale 84, 00146 Roma, Italy
- Anna Bobrikova
- ORCiD
- Department of Physics and Astronomy, FIN-20014, University of Turku , Finland
- Fabio La Monaca
- ORCiD
- INAF Istituto di Astrofisica e Planetologia Spaziali , Via del Fosso del Cavaliere 100, 00133 Roma, Italy; Dipartimento di Fisica, Università degli Studi di Roma “Tor Vergata” , Via della Ricerca Scientifica 1, 00133 Roma, Italy; Dipartimento di Fisica, Università degli Studi di Roma “La Sapienza” , Piazzale Aldo Moro 5, 00185 Roma, Italy
- Alessandro Di Marco
- ORCiD
- INAF Istituto di Astrofisica e Planetologia Spaziali , Via del Fosso del Cavaliere 100, 00133 Roma, Italy
- Fiamma Capitanio
- ORCiD
- INAF Istituto di Astrofisica e Planetologia Spaziali , Via del Fosso del Cavaliere 100, 00133 Roma, Italy
- Alexandra Veledina
- ORCiD
- Department of Physics and Astronomy, FIN-20014, University of Turku , Finland; Nordita, KTH Royal Institute of Technology and Stockholm University , Hannes Alfvéns väg 12, SE-10691 Stockholm, Sweden
- Iván Agudo
- ORCiD
- Instituto de Astrofísica de Andalucía—CSIC , Glorieta de la Astronomía s/n, 18008 Granada, Spain
- Lucio A. Antonelli
- ORCiD
- INAF Osservatorio Astronomico di Roma , Via Frascati 33, 00040 Monte Porzio Catone (RM), Italy; Space Science Data Center , Agenzia Spaziale Italiana, Via del Politecnico snc, 00133 Roma, Italy
- Matteo Bachetti
- ORCiD
- INAF Osservatorio Astronomico di Cagliari , Via della Scienza 5, 09047 Selargius (CA), Italy
- Luca Baldini
- ORCiD
- Istituto Nazionale di Fisica Nucleare , Sezione di Pisa, Largo B. Pontecorvo 3, 56127 Pisa, Italy; Dipartimento di Fisica, Università di Pisa , Largo B. Pontecorvo 3, 56127 Pisa, Italy
- Wayne H. Baumgartner
- ORCiD
- NASA Marshall Space Flight Center , Huntsville, AL 35812, USA
- Ronaldo Bellazzini
- ORCiD
- Istituto Nazionale di Fisica Nucleare , Sezione di Pisa, Largo B. Pontecorvo 3, 56127 Pisa, Italy
- Stephen D. Bongiorno
- ORCiD
- NASA Marshall Space Flight Center , Huntsville, AL 35812, USA
- Raffaella Bonino
- ORCiD
- Istituto Nazionale di Fisica Nucleare , Sezione di Torino, Via Pietro Giuria 1, 10125 Torino, Italy; Dipartimento di Fisica, Università degli Studi di Torino , Via Pietro Giuria 1, 10125 Torino, Italy
- Alessandro Brez
- ORCiD
- Istituto Nazionale di Fisica Nucleare , Sezione di Pisa, Largo B. Pontecorvo 3, 56127 Pisa, Italy
- Niccolò Bucciantini
- ORCiD
- INAF Osservatorio Astrofisico di Arcetri , Largo Enrico Fermi 5, 50125 Firenze, Italy; Dipartimento di Fisica e Astronomia, Università degli Studi di Firenze , Via Sansone 1, 50019 Sesto Fiorentino (FI), Italy; Istituto Nazionale di Fisica Nucleare , Sezione di Firenze, Via Sansone 1, 50019 Sesto Fiorentino (FI), Italy
- Simone Castellano
- ORCiD
- Istituto Nazionale di Fisica Nucleare , Sezione di Pisa, Largo B. Pontecorvo 3, 56127 Pisa, Italy
- Elisabetta Cavazzuti
- ORCiD
- Agenzia Spaziale Italiana , Via del Politecnico snc, 00133 Roma, Italy
- Chien-Ting Chen
- ORCiD
- Science & Technology Institute, Universities Space Research Association , 320 Sparkman Drive, Huntsville, AL 35805, USA ; [email protected]
- Stefano Ciprini
- ORCiD
- Space Science Data Center , Agenzia Spaziale Italiana, Via del Politecnico snc, 00133 Roma, Italy; Istituto Nazionale di Fisica Nucleare , Sezione di Roma “Tor Vergata,” Via della Ricerca Scientifica 1, 00133 Roma, Italy
- Enrico Costa
- ORCiD
- INAF Istituto di Astrofisica e Planetologia Spaziali , Via del Fosso del Cavaliere 100, 00133 Roma, Italy
- Alessandra De Rosa
- ORCiD
- INAF Istituto di Astrofisica e Planetologia Spaziali , Via del Fosso del Cavaliere 100, 00133 Roma, Italy
- Ettore Del Monte
- ORCiD
- INAF Istituto di Astrofisica e Planetologia Spaziali , Via del Fosso del Cavaliere 100, 00133 Roma, Italy
- Laura Di Gesu
- ORCiD
- Agenzia Spaziale Italiana , Via del Politecnico snc, 00133 Roma, Italy
- Niccolò Di Lalla
- ORCiD
- Department of Physics and Kavli Institute for Particle Astrophysics and Cosmology, Stanford University , Stanford, CA 94305, USA
- Immacolata Donnarumma
- ORCiD
- Agenzia Spaziale Italiana , Via del Politecnico snc, 00133 Roma, Italy
- Victor Doroshenko
- ORCiD
- Institut für Astronomie und Astrophysik, Universität Tübingen , Sand 1, 72076 Tübingen, Germany
- Michal Dovčiak
- ORCiD
- Astronomical Institute of the Czech Academy of Sciences , Boční II 1401/1, 14100 Praha 4, Czech Republic
- Steven R. Ehlert
- ORCiD
- NASA Marshall Space Flight Center , Huntsville, AL 35812, USA
- Teruaki Enoto
- ORCiD
- RIKEN Cluster for Pioneering Research , 2-1 Hirosawa, Wako, Saitama 351-0198, Japan
- Yuri Evangelista
- ORCiD
- INAF Istituto di Astrofisica e Planetologia Spaziali , Via del Fosso del Cavaliere 100, 00133 Roma, Italy
- Sergio Fabiani
- ORCiD
- INAF Istituto di Astrofisica e Planetologia Spaziali , Via del Fosso del Cavaliere 100, 00133 Roma, Italy
- Riccardo Ferrazzoli
- ORCiD
- INAF Istituto di Astrofisica e Planetologia Spaziali , Via del Fosso del Cavaliere 100, 00133 Roma, Italy
- Javier A. García
- ORCiD
- X-ray Astrophysics Laboratory, NASA Goddard Space Flight Center , Greenbelt, MD 20771, USA
- Shuichi Gunji
- ORCiD
- Yamagata University , 1-4-12 Kojirakawa-machi, Yamagata-shi 990-8560, Japan
- Kiyoshi Hayashida
- Osaka University , 1-1 Yamadaoka, Suita, Osaka 565-0871, Japan
- Jeremy Heyl
- ORCiD
- University of British Columbia , Vancouver, BC V6T 1Z4, Canada
- Wataru Iwakiri
- ORCiD
- International Center for Hadron Astrophysics, Chiba University , Chiba 263-8522, Japan
- Svetlana G. Jorstad
- ORCiD
- Institute for Astrophysical Research, Boston University , 725 Commonwealth Avenue, Boston, MA 02215, USA; Department of Astrophysics, St. Petersburg State University , Universitetsky pr. 28, Petrodvoretz, 198504 St. Petersburg, Russia
- Vladimir Karas
- ORCiD
- Astronomical Institute of the Czech Academy of Sciences , Boční II 1401/1, 14100 Praha 4, Czech Republic
- Fabian Kislat
- ORCiD
- Department of Physics and Astronomy and Space Science Center, University of New Hampshire , Durham, NH 03824, USA
- Takao Kitaguchi
- RIKEN Cluster for Pioneering Research , 2-1 Hirosawa, Wako, Saitama 351-0198, Japan
- Jeffery J. Kolodziejczak
- ORCiD
- NASA Marshall Space Flight Center , Huntsville, AL 35812, USA
- Henric Krawczynski
- ORCiD
- Physics Department and McDonnell Center for the Space Sciences, Washington University in St. Louis , St. Louis, MO 63130, USA
- Luca Latronico
- ORCiD
- Istituto Nazionale di Fisica Nucleare , Sezione di Torino, Via Pietro Giuria 1, 10125 Torino, Italy
- Ioannis Liodakis
- ORCiD
- NASA Marshall Space Flight Center , Huntsville, AL 35812, USA
- Simone Maldera
- ORCiD
- Istituto Nazionale di Fisica Nucleare , Sezione di Torino, Via Pietro Giuria 1, 10125 Torino, Italy
- Alberto Manfreda
- ORCiD
- Istituto Nazionale di Fisica Nucleare , Sezione di Napoli, Strada Comunale Cinthia, 80126 Napoli, Italy
- Frédéric Marin
- ORCiD
- Université de Strasbourg , CNRS, Observatoire Astronomique de Strasbourg, UMR 7550, 67000 Strasbourg, France
- Andrea Marinucci
- ORCiD
- Agenzia Spaziale Italiana , Via del Politecnico snc, 00133 Roma, Italy
- Alan P. Marscher
- ORCiD
- Institute for Astrophysical Research, Boston University , 725 Commonwealth Avenue, Boston, MA 02215, USA
- Herman L. Marshall
- ORCiD
- MIT Kavli Institute for Astrophysics and Space Research, Massachusetts Institute of Technology , 77 Massachusetts Avenue, Cambridge, MA 02139, USA
- Francesco Massaro
- ORCiD
- Istituto Nazionale di Fisica Nucleare , Sezione di Torino, Via Pietro Giuria 1, 10125 Torino, Italy; Dipartimento di Fisica, Università degli Studi di Torino , Via Pietro Giuria 1, 10125 Torino, Italy
- Giorgio Matt
- ORCiD
- Dipartimento di Matematica e Fisica, Università degli Studi Roma Tre , Via della Vasca Navale 84, 00146 Roma, Italy
- Ikuyuki Mitsuishi
- Graduate School of Science, Division of Particle and Astrophysical Science, Nagoya University , Furo-cho, Chikusa-ku, Nagoya, Aichi 464-8602, Japan
- Tsunefumi Mizuno
- ORCiD
- Hiroshima Astrophysical Science Center, Hiroshima University , 1-3-1 Kagamiyama, Higashi-Hiroshima, Hiroshima 739-8526, Japan
- Fabio Muleri
- ORCiD
- INAF Istituto di Astrofisica e Planetologia Spaziali , Via del Fosso del Cavaliere 100, 00133 Roma, Italy
- Michela Negro
- ORCiD
- Department of Physics and Astronomy, Louisiana State University , Baton Rouge, LA 70803, USA
- Chi-Yung Ng
- ORCiD
- Department of Physics, The University of Hong Kong , Pokfulam, Hong Kong
- Stephen L. O’Dell
- ORCiD
- NASA Marshall Space Flight Center , Huntsville, AL 35812, USA
- Nicola Omodei
- ORCiD
- Department of Physics and Kavli Institute for Particle Astrophysics and Cosmology, Stanford University , Stanford, CA 94305, USA
- Chiara Oppedisano
- ORCiD
- Istituto Nazionale di Fisica Nucleare , Sezione di Torino, Via Pietro Giuria 1, 10125 Torino, Italy
- Alessandro Papitto
- ORCiD
- INAF Osservatorio Astronomico di Roma , Via Frascati 33, 00040 Monte Porzio Catone (RM), Italy
- George G. Pavlov
- ORCiD
- Department of Astronomy and Astrophysics, Pennsylvania State University , University Park, PA 16801, USA
- Abel L. Peirson
- ORCiD
- Department of Physics and Kavli Institute for Particle Astrophysics and Cosmology, Stanford University , Stanford, CA 94305, USA
- Matteo Perri
- ORCiD
- INAF Osservatorio Astronomico di Roma , Via Frascati 33, 00040 Monte Porzio Catone (RM), Italy; Space Science Data Center , Agenzia Spaziale Italiana, Via del Politecnico snc, 00133 Roma, Italy
- Melissa Pesce-Rollins
- ORCiD
- Istituto Nazionale di Fisica Nucleare , Sezione di Pisa, Largo B. Pontecorvo 3, 56127 Pisa, Italy
- Pierre-Olivier Petrucci
- ORCiD
- Université Grenoble Alpes , CNRS, IPAG, 38000 Grenoble, France
- Maura Pilia
- ORCiD
- INAF Osservatorio Astronomico di Cagliari , Via della Scienza 5, 09047 Selargius (CA), Italy
- Andrea Possenti
- ORCiD
- INAF Osservatorio Astronomico di Cagliari , Via della Scienza 5, 09047 Selargius (CA), Italy
- Simonetta Puccetti
- ORCiD
- Space Science Data Center , Agenzia Spaziale Italiana, Via del Politecnico snc, 00133 Roma, Italy
- Brian D. Ramsey
- ORCiD
- NASA Marshall Space Flight Center , Huntsville, AL 35812, USA
- John Rankin
- ORCiD
- INAF Istituto di Astrofisica e Planetologia Spaziali , Via del Fosso del Cavaliere 100, 00133 Roma, Italy
- Ajay Ratheesh
- ORCiD
- INAF Istituto di Astrofisica e Planetologia Spaziali , Via del Fosso del Cavaliere 100, 00133 Roma, Italy
- Oliver J. Roberts
- ORCiD
- Science & Technology Institute, Universities Space Research Association , 320 Sparkman Drive, Huntsville, AL 35805, USA ; [email protected]
- Roger W. Romani
- ORCiD
- Department of Physics and Kavli Institute for Particle Astrophysics and Cosmology, Stanford University , Stanford, CA 94305, USA
- Carmelo Sgrò
- ORCiD
- Istituto Nazionale di Fisica Nucleare , Sezione di Pisa, Largo B. Pontecorvo 3, 56127 Pisa, Italy
- Patrick Slane
- ORCiD
- Center for Astrophysics | Harvard & Smithsonian , 60 Garden Street, Cambridge, MA 02138, USA
- Paolo Soffitta
- ORCiD
- INAF Istituto di Astrofisica e Planetologia Spaziali , Via del Fosso del Cavaliere 100, 00133 Roma, Italy
- Gloria Spandre
- ORCiD
- Istituto Nazionale di Fisica Nucleare , Sezione di Pisa, Largo B. Pontecorvo 3, 56127 Pisa, Italy
- Douglas A. Swartz
- ORCiD
- Science & Technology Institute, Universities Space Research Association , 320 Sparkman Drive, Huntsville, AL 35805, USA ; [email protected]
- Toru Tamagawa
- ORCiD
- RIKEN Cluster for Pioneering Research , 2-1 Hirosawa, Wako, Saitama 351-0198, Japan
- Fabrizio Tavecchio
- ORCiD
- INAF Osservatorio Astronomico di Brera , via E. Bianchi 46, 23807 Merate (LC), Italy
- Roberto Taverna
- ORCiD
- Dipartimento di Fisica e Astronomia, Università degli Studi di Padova , Via Marzolo 8, 35131 Padova, Italy
- Yuzuru Tawara
- Graduate School of Science, Division of Particle and Astrophysical Science, Nagoya University , Furo-cho, Chikusa-ku, Nagoya, Aichi 464-8602, Japan
- Allyn F. Tennant
- ORCiD
- NASA Marshall Space Flight Center , Huntsville, AL 35812, USA
- Nicholas E. Thomas
- ORCiD
- NASA Marshall Space Flight Center , Huntsville, AL 35812, USA
- Francesco Tombesi
- ORCiD
- Dipartimento di Fisica, Università degli Studi di Roma “Tor Vergata” , Via della Ricerca Scientifica 1, 00133 Roma, Italy; Istituto Nazionale di Fisica Nucleare , Sezione di Roma “Tor Vergata,” Via della Ricerca Scientifica 1, 00133 Roma, Italy; Department of Astronomy, University of Maryland , College Park, MD 20742, USA
- Alessio Trois
- ORCiD
- INAF Osservatorio Astronomico di Cagliari , Via della Scienza 5, 09047 Selargius (CA), Italy
- Sergey S. Tsygankov
- ORCiD
- Department of Physics and Astronomy, FIN-20014, University of Turku , Finland
- Roberto Turolla
- ORCiD
- Dipartimento di Fisica e Astronomia, Università degli Studi di Padova , Via Marzolo 8, 35131 Padova, Italy; Mullard Space Science Laboratory, University College London , Holmbury St Mary, Dorking, Surrey RH5 6NT, UK
- Jacco Vink
- ORCiD
- Anton Pannekoek Institute for Astronomy & GRAPPA, University of Amsterdam , Science Park 904, 1098 XH Amsterdam, The Netherlands
- Martin C. Weisskopf
- ORCiD
- NASA Marshall Space Flight Center , Huntsville, AL 35812, USA
- Kinwah Wu
- ORCiD
- Mullard Space Science Laboratory, University College London , Holmbury St Mary, Dorking, Surrey RH5 6NT, UK
- Fei Xie
- ORCiD
- INAF Istituto di Astrofisica e Planetologia Spaziali , Via del Fosso del Cavaliere 100, 00133 Roma, Italy; Guangxi Key Laboratory for Relativistic Astrophysics, School of Physical Science and Technology, Guangxi University , Nanning 530004, People's Republic of China
- Silvia Zane
- ORCiD
- Mullard Space Science Laboratory, University College London , Holmbury St Mary, Dorking, Surrey RH5 6NT, UK
- DOI
- https://doi.org/10.3847/1538-4357/ad235a
- Journal volume & issue
-
Vol. 963,
no. 2
p. 133
Abstract
We present the first X-ray polarimetric study of the dipping accreting neutron star 4U 1624−49 with the Imaging X-ray Polarimetry Explorer. We report a detection of polarization in the nondip time intervals with a confidence level of 99.99%. We find an average polarization degree (PD) of 3.1% ± 0.7% and a polarization angle of 81° ± 6° east of north in the 2–8 keV band. We report an upper limit on the PD of 22% during the X-ray dips with 95% confidence. The PD increases with energy, reaching from 3.0% ± 0.9% in the 4–6 keV band to 6% ± 2% in the 6–8 keV band. This indicates the polarization likely arises from Comptonization. The high PD observed is unlikely to be produced by Comptonization in the boundary layer or spreading layer alone. It can be produced by the addition of an extended geometrically thin slab corona covering part of the accretion disk, as assumed in previous models of dippers, and/or a reflection component from the accretion disk.
Keywords
