The Astrophysical Journal (Jan 2023)
Polarization Properties of the Weakly Magnetized Neutron Star X-Ray Binary GS 1826–238 in the High Soft State
- Fiamma Capitanio,
- Sergio Fabiani,
- Andrea Gnarini,
- Francesco Ursini,
- Carlo Ferrigno,
- Giorgio Matt,
- Juri Poutanen,
- Massimo Cocchi,
- Romana Mikusincova,
- Ruben Farinelli,
- Stefano Bianchi,
- Jari J. E. Kajava,
- Fabio Muleri,
- Celia Sanchez-Fernandez,
- Paolo Soffitta,
- Kinwah Wu,
- 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,
- Stefano Ciprini,
- Enrico Costa,
- Alessandra De Rosa,
- Ettore Del Monte,
- Laura Di Gesu,
- Niccolò Di Lalla,
- Alessandro Di Marco,
- Immacolata Donnarumma,
- Victor Doroshenko,
- Michal Dovčiak,
- Steven R. Ehlert,
- Teruaki Enoto,
- Yuri Evangelista,
- Riccardo Ferrazzoli,
- Javier A. Garcia,
- Shuichi Gunji,
- Kiyoshi Hayashida,
- Jeremy Heyl,
- Wataru Iwakiri,
- Svetlana G. Jorstad,
- Vladimir Karas,
- Takao Kitaguchi,
- Jeffery J. Kolodziejczak,
- Henric Krawczynski,
- Fabio La Monaca,
- Luca Latronico,
- Ioannis Liodakis,
- Simone Maldera,
- Alberto Manfreda,
- Frédéric Marin,
- Andrea Marinucci,
- Alan P. Marscher,
- Herman L. Marshall,
- Ikuyuki Mitsuishi,
- Tsunefumi Mizuno,
- C.-Y. 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,
- Roger W. Romani,
- Carmelo Sgrò,
- Patrick Slane,
- Gloria Spandre,
- 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,
- Fei Xie,
- Silvia Zane
Affiliations
- Fiamma Capitanio
- ORCiD
- INAF Istituto di Astrofisica e Planetologia Spaziali , Via del Fosso del Cavaliere 100, I-00133 Roma, Italy ; [email protected]
- Sergio Fabiani
- ORCiD
- INAF Istituto di Astrofisica e Planetologia Spaziali , Via del Fosso del Cavaliere 100, I-00133 Roma, Italy ; [email protected]
- Andrea Gnarini
- ORCiD
- Dipartimento di Matematica e Fisica, Università degli Studi Roma Tre , Via della Vasca Navale 84, I-00146 Roma, Italy
- Francesco Ursini
- ORCiD
- Dipartimento di Matematica e Fisica, Università degli Studi Roma Tre , Via della Vasca Navale 84, I-00146 Roma, Italy
- Carlo Ferrigno
- ORCiD
- Department of Astronomy, University of Geneva , Ch. d’Ecogia 16, 1290, Versoix, Geneva, Switzerland
- Giorgio Matt
- ORCiD
- Dipartimento di Matematica e Fisica, Università degli Studi Roma Tre , Via della Vasca Navale 84, I-00146 Roma, Italy
- Juri Poutanen
- ORCiD
- Department of Physics and Astronomy, University of Turku , FI-20014, Finland; Space Research Institute of the Russian Academy of Sciences , Profsoyuznaya Str. 84/32, Moscow 117997, Russia
- Massimo Cocchi
- ORCiD
- INAF—Osservatorio Astronomico di Cagliari , via della Scienza 5, I-09047 Selargius (CA), Italy
- Romana Mikusincova
- ORCiD
- Dipartimento di Matematica e Fisica, Università degli Studi Roma Tre , Via della Vasca Navale 84, I-00146 Roma, Italy
- Ruben Farinelli
- ORCiD
- INAF—Osservatorio di Astrofisica e Scienza dello Spazio di Bologna , Via P. Gobetti 101, I-40129 Bologna, Italy
- Stefano Bianchi
- ORCiD
- Dipartimento di Matematica e Fisica, Università degli Studi Roma Tre , Via della Vasca Navale 84, I-00146 Roma, Italy
- Jari J. E. Kajava
- ORCiD
- Department of Physics and Astronomy, University of Turku , FI-20014, Finland; Aurora Technology for the European Space Agency (ESA), European Space Astronomy Centre (ESAC) , Camino Bajo del Castillo s/n, E-28692 Villanueva de la Cañada, Madrid, Spain
- Fabio Muleri
- ORCiD
- INAF Istituto di Astrofisica e Planetologia Spaziali , Via del Fosso del Cavaliere 100, I-00133 Roma, Italy ; [email protected]
- Celia Sanchez-Fernandez
- ORCiD
- ATG Europe for the European Space Agency (ESA), European Space Astronomy Centre (ESAC) , Camino Bajo del Castillo s/n, E-28692 Villanueva de la Cañada, Madrid, Spain
- Paolo Soffitta
- ORCiD
- INAF Istituto di Astrofisica e Planetologia Spaziali , Via del Fosso del Cavaliere 100, I-00133 Roma, Italy ; [email protected]
- Kinwah Wu
- ORCiD
- Mullard Space Science Laboratory, University College London , Holmbury St Mary, Dorking, Surrey RH5 6NT, UK
- Iván Agudo
- ORCiD
- Instituto de Astrofísicade Andalucía—CSIC , Glorieta de la Astronomía s/n, E-18008 Granada, Spain
- Lucio A. Antonelli
- ORCiD
- INAF Osservatorio Astronomico di Roma , Via Frascati 33, E-00040 Monte Porzio Catone (RM), Italy; Space Science Data Center , Agenzia Spaziale Italiana, Via del Politecnico snc, I-00133 Roma, Italy
- Matteo Bachetti
- ORCiD
- INAF—Osservatorio Astronomico di Cagliari , via della Scienza 5, I-09047 Selargius (CA), Italy
- Luca Baldini
- ORCiD
- Istituto Nazionale di Fisica Nucleare , Sezione di Pisa, Largo B. Pontecorvo 3, I-56127 Pisa, Italy; Dipartimento di Fisica, Università di Pisa , Largo B. Pontecorvo 3, I-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, I-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, I-10125 Torino, Italy; Dipartimento di Fisica, Università degli Studi di Torino , Via Pietro Giuria 1, I-10125 Torino, Italy
- Alessandro Brez
- ORCiD
- Istituto Nazionale di Fisica Nucleare , Sezione di Pisa, Largo B. Pontecorvo 3, I-56127 Pisa, Italy
- Niccolò Bucciantini
- ORCiD
- INAF Osservatorio Astrofisico di Arcetri , Largo Enrico Fermi 5, I-50125 Firenze, Italy; Dipartimento di Fisica e Astronomia, Università degli Studi di Firenze , Via Sansone 1, I-50019 Sesto Fiorentino (FI), Italy; Istituto Nazionale di Fisica Nucleare , Sezione di Firenze, Via Sansone 1, I-50019 Sesto Fiorentino (FI), Italy
- Simone Castellano
- ORCiD
- Istituto Nazionale di Fisica Nucleare , Sezione di Pisa, Largo B. Pontecorvo 3, I-56127 Pisa, Italy
- Elisabetta Cavazzuti
- ORCiD
- Agenzia Spaziale Italiana, Via del Politecnico snc, I-00133 Roma, Italy
- Stefano Ciprini
- ORCiD
- Space Science Data Center , Agenzia Spaziale Italiana, Via del Politecnico snc, I-00133 Roma, Italy; Istituto Nazionale di Fisica Nucleare , Sezione di Roma “Tor Vergata”, Via della Ricerca Scientifica 1, I-00133 Roma, Italy
- Enrico Costa
- ORCiD
- INAF Istituto di Astrofisica e Planetologia Spaziali , Via del Fosso del Cavaliere 100, I-00133 Roma, Italy ; [email protected]
- Alessandra De Rosa
- ORCiD
- INAF Istituto di Astrofisica e Planetologia Spaziali , Via del Fosso del Cavaliere 100, I-00133 Roma, Italy ; [email protected]
- Ettore Del Monte
- ORCiD
- INAF Istituto di Astrofisica e Planetologia Spaziali , Via del Fosso del Cavaliere 100, I-00133 Roma, Italy ; [email protected]
- Laura Di Gesu
- ORCiD
- Agenzia Spaziale Italiana, Via del Politecnico snc, I-00133 Roma, Italy
- Niccolò Di Lalla
- ORCiD
- Department of Physics and Kavli Institute for Particle Astrophysics and Cosmology, Stanford University , Stanford, CA 94305, USA
- Alessandro Di Marco
- ORCiD
- INAF Istituto di Astrofisica e Planetologia Spaziali , Via del Fosso del Cavaliere 100, I-00133 Roma, Italy ; [email protected]
- Immacolata Donnarumma
- ORCiD
- Agenzia Spaziale Italiana, Via del Politecnico snc, I-00133 Roma, Italy
- Victor Doroshenko
- ORCiD
- Institut für Astronomie und Astrophysik, Universität Tübingen , Sand 1, D-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, I-00133 Roma, Italy ; [email protected]
- Riccardo Ferrazzoli
- ORCiD
- INAF Istituto di Astrofisica e Planetologia Spaziali , Via del Fosso del Cavaliere 100, I-00133 Roma, Italy ; [email protected]
- Javier A. Garcia
- ORCiD
- California Institute of Technology , Pasadena, CA 91125, 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
- Department of Physics, Faculty of Science and Engineering, Chuo University , 1-13-27 Kasuga, Bunkyo-ku, Tokyo 112-8551, 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
- 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
- Fabio La Monaca
- ORCiD
- INAF Istituto di Astrofisica e Planetologia Spaziali , Via del Fosso del Cavaliere 100, I-00133 Roma, Italy ; [email protected]
- Luca Latronico
- ORCiD
- Istituto Nazionale di Fisica Nucleare , Sezione di Torino, Via Pietro Giuria 1, I-10125 Torino, Italy
- Ioannis Liodakis
- ORCiD
- Finnish Centre for Astronomy with ESO, University of Turku , FI-20014 Finland
- Simone Maldera
- ORCiD
- Istituto Nazionale di Fisica Nucleare , Sezione di Torino, Via Pietro Giuria 1, I-10125 Torino, Italy
- Alberto Manfreda
- ORCiD
- Istituto Nazionale di Fisica Nucleare , Sezione di Pisa, Largo B. Pontecorvo 3, I-56127 Pisa, Italy
- Frédéric Marin
- ORCiD
- Observatoire Astronomique de Strasbourg, CNRS, Université de Strasbourg , UMR 7550, F-67000 Strasbourg, France
- Andrea Marinucci
- ORCiD
- Agenzia Spaziale Italiana, Via del Politecnico snc, I-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
- 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
- C.-Y. Ng
- ORCiD
- Department of Physics, 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, I-10125 Torino, Italy
- Alessandro Papitto
- ORCiD
- INAF Osservatorio Astronomico di Roma , Via Frascati 33, E-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, E-00040 Monte Porzio Catone (RM), Italy; Space Science Data Center , Agenzia Spaziale Italiana, Via del Politecnico snc, I-00133 Roma, Italy
- Melissa Pesce-Rollins
- ORCiD
- Istituto Nazionale di Fisica Nucleare , Sezione di Pisa, Largo B. Pontecorvo 3, I-56127 Pisa, Italy
- Pierre-Olivier Petrucci
- ORCiD
- Université Grenoble Alpes , CNRS, IPAG, F-38000 Grenoble, France
- Maura Pilia
- ORCiD
- INAF—Osservatorio Astronomico di Cagliari , via della Scienza 5, I-09047 Selargius (CA), Italy
- Andrea Possenti
- ORCiD
- INAF—Osservatorio Astronomico di Cagliari , via della Scienza 5, I-09047 Selargius (CA), Italy
- Simonetta Puccetti
- ORCiD
- Space Science Data Center , Agenzia Spaziale Italiana, Via del Politecnico snc, I-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, I-00133 Roma, Italy ; [email protected]
- Ajay Ratheesh
- ORCiD
- INAF Istituto di Astrofisica e Planetologia Spaziali , Via del Fosso del Cavaliere 100, I-00133 Roma, Italy ; [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, I-56127 Pisa, Italy
- Patrick Slane
- ORCiD
- Center for Astrophysics , Harvard & Smithsonian, 60 Garden Street, Cambridge, MA 02138, USA
- Gloria Spandre
- ORCiD
- Istituto Nazionale di Fisica Nucleare , Sezione di Pisa, Largo B. Pontecorvo 3, I-56127 Pisa, Italy
- 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, I-23807 Merate (LC), Italy
- Roberto Taverna
- ORCiD
- Dipartimento di Fisica e Astronomia, Università degli Studi di Padova , Via Marzolo 8, I-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
- Istituto Nazionale di Fisica Nucleare , Sezione di Roma “Tor Vergata”, Via della Ricerca Scientifica 1, I-00133 Roma, Italy; Dipartimento di Fisica, Università degli Studi di Roma “Tor Vergata” , Via della Ricerca Scientifica 1, I-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, I-09047 Selargius (CA), Italy
- Sergey S. Tsygankov
- ORCiD
- Department of Physics and Astronomy, University of Turku , FI-20014, Finland; Space Research Institute of the Russian Academy of Sciences , Profsoyuznaya Str. 84/32, Moscow 117997, Russia
- Roberto Turolla
- ORCiD
- Mullard Space Science Laboratory, University College London , Holmbury St Mary, Dorking, Surrey RH5 6NT, UK; Dipartimento di Fisica e Astronomia, Università degli Studi di Padova , Via Marzolo 8, I-35131 Padova, Italy
- 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
- Fei Xie
- ORCiD
- INAF Istituto di Astrofisica e Planetologia Spaziali , Via del Fosso del Cavaliere 100, I-00133 Roma, Italy ; [email protected]; 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/acae88
- Journal volume & issue
-
Vol. 943,
no. 2
p. 129
Abstract
The launch of the Imaging X-ray Polarimetry Explorer (IXPE) on 2021 December 9 has opened a new window in X-ray astronomy. We report here the results of the first IXPE observation of a weakly magnetized neutron star, GS 1826−238, performed on 2022 March 29–31 when the source was in a high soft state. An upper limit (99.73% confidence level) of 1.3% for the linear polarization degree is obtained over the IXPE 2–8 keV energy range. Coordinated INTEGRAL and NICER observations were carried out simultaneously with IXPE. The spectral parameters obtained from the fits to the broadband spectrum were used as inputs for Monte Carlo simulations considering different possible geometries of the X-ray emitting region. Comparing the IXPE upper limit with these simulations, we can put constraints on the geometry and inclination angle of GS 1826–238.
Keywords
