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We present multiwavelength polarization measurements of the luminous blazar Mrk 501 over a 14 month period. The 2-8 keV X-ray polarization was measured with the Imaging X-ray Polarimetry Explorer (IXPE) with six 100 ks observations spanning from 2022 March to 2023 April. Each IXPE observation was accompanied by simultaneous X-ray data from NuSTAR, Swift/XRT, and/or XMM-Newton. Complementary optical-infrared polarization measurements were also available in the B, V, R, I, and J bands, as were radio polarization measurements from 4.85 GHz to 225.5 GHz. Among the first five IXPE observations, we did not find significant variability in the X-ray polarization degree and angle with IXPE. However, the most recent sixth observation found an elevated polarization degree at >3 above the average of the other five observations. The optical and radio measurements show no apparent correlations with the X-ray polarization properties. Throughout the six IXPE observations, the X-ray polarization degree remained higher than, or similar to, the R-band optical polarization degree, which remained higher than the radio value. This is consistent with the energy-stratified shock scenario proposed to explain the first two IXPE observations, in which the polarized X-ray, optical, and radio emission arises from different regions.
X-Ray and Multiwavelength Polarization of Mrk 501 from 2022 to 2023
Chen C. -T. J.;Liodakis I.;Middei R.;Kim D. E.;Di Gesu L.;Di Marco A.;Ehlert S. R.;Errando M.;Negro M.;Jorstad S. G.;Marscher A. P.;Wu K.;Agudo I.;Poutanen J.;Mizuno T.;Kouch P. M.;Lindfors E.;Borman G. A.;Grishina T. S.;Kopatskaya E. N.;Larionova E. G.;Morozova D. A.;Savchenko S. S.;Troitsky I. S.;Troitskaya Y. V.;Vasilyev A. A.;Zhovtan A. V.;Aceituno F. J.;Bonnoli G.;Casanova V.;Escudero J.;Agis-Gonzalez B.;Husillos C.;Santos J. O.;Sota A.;Piirola V.;Myserlis I.;Angelakis E.;Kraus A.;Gurwell M.;Keating G.;Rao R.;Kang S.;Lee S. -S.;Kim S. -H.;Cheong W. Y.;Jeong H. -W.;Song C.;Berdyugin A. V.;Kagitani M.;Kravtsov V.;Nitindala A. P.;Sakanoi T.;Imazawa R.;Sasada M.;Fukazawa Y.;Kawabata K. S.;Uemura M.;Nakaoka T.;Akitaya H.;Casadio C.;Sievers A.;Antonelli L. A.;Bachetti M.;Baldini L.;Baumgartner W. H.;Bellazzini R.;Bianchi S.;Bongiorno S. D.;Bonino R.;Brez A.;Bucciantini N.;Capitanio F.;Castellano S.;Cavazzuti E.;Ciprini S.;Costa E.;De Rosa A.;Del Monte E.;Di Lalla N.;Donnarumma I.;Doroshenko V.;Dovciak M.;Enoto T.;Evangelista Y.;Fabiani S.;Ferrazzoli R.;Garcia J. A.;Gunji S.;Hayashida K.;Heyl J.;Iwakiri W.;Kaaret P.;Karas V.;Kislat F.;Kitaguchi T.;Kolodziejczak J. J.;Krawczynski H.;La Monaca F.;Latronico L.;Maldera S.;Manfreda A.;Marin F.;Marinucci A.;Marshall H. L.;Massaro F.;Matt G.;Mitsuishi I.;Muleri F.;Ng C. -Y.;O'Dell S. L.;Omodei N.;Oppedisano C.;Papitto A.;Pavlov G. G.;Peirson A. L.;Perri M.;Pesce-Rollins M.;Petrucci P. -O.;Pilia M.;Possenti A.;Puccetti S.;Ramsey B. D.;Rankin J.;Ratheesh A.;Roberts O. J.;Romani R. W.;Sgro C.;Slane P.;Soffitta P.;Spandre G.;Swartz D. A.;Tamagawa T.;Tavecchio F.;Taverna R.;Tawara Y.;Tennant A. F.;Thomas N. E.;Tombesi F.;Trois A.;Tsygankov S. S.;Turolla R.;Vink J.;Weisskopf M. C.;Xie F.;Zane S.
2024-01-01
Abstract
We present multiwavelength polarization measurements of the luminous blazar Mrk 501 over a 14 month period. The 2-8 keV X-ray polarization was measured with the Imaging X-ray Polarimetry Explorer (IXPE) with six 100 ks observations spanning from 2022 March to 2023 April. Each IXPE observation was accompanied by simultaneous X-ray data from NuSTAR, Swift/XRT, and/or XMM-Newton. Complementary optical-infrared polarization measurements were also available in the B, V, R, I, and J bands, as were radio polarization measurements from 4.85 GHz to 225.5 GHz. Among the first five IXPE observations, we did not find significant variability in the X-ray polarization degree and angle with IXPE. However, the most recent sixth observation found an elevated polarization degree at >3 above the average of the other five observations. The optical and radio measurements show no apparent correlations with the X-ray polarization properties. Throughout the six IXPE observations, the X-ray polarization degree remained higher than, or similar to, the R-band optical polarization degree, which remained higher than the radio value. This is consistent with the energy-stratified shock scenario proposed to explain the first two IXPE observations, in which the polarized X-ray, optical, and radio emission arises from different regions.
Chen C.-T.J.; Liodakis I.; Middei R.; Kim D.E.; Di Gesu L.; Di Marco A.; Ehlert S.R.; Errando M.; Negro M.; Jorstad S.G.; Marscher A.P.; Wu K.; Agudo ...espandi
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