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Blazars, supermassive black hole systems with highly relativistic jets aligned with the line of sight, are the most powerful long-lived emitters of electromagnetic emission in the Universe. We report here on a radio-to-gamma-ray multiwavelength campaign on the blazar BL Lacertae with unprecedented polarimetric coverage from radio to X-ray wavelengths. The observations caught an extraordinary event on 2023 November 10-18, when the degree of linear polarization of optical synchrotron radiation reached a record value of 47.5%. In stark contrast, the Imaging X-ray Polarimetry Explorer found that the X-ray (Compton scattering or hadron-induced) emission was polarized at less than 7.4% (3 sigma confidence level). We argue here that this observational result rules out a hadronic origin of the high-energy emission and strongly favors a leptonic (Compton scattering) origin, thereby breaking the degeneracy between hadronic and leptonic emission models for BL Lacertae and demonstrating the power of multiwavelength polarimetry to address this question. Furthermore, the multiwavelength flux and polarization variability, featuring an extremely prominent rise and decay of the optical polarization degree, is interpreted for the first time by the relaxation of a magnetic "spring" embedded in the newly injected plasma. This suggests that the plasma jet can maintain a predominant toroidal magnetic field component parsecs away from the central engine.
Agudo, I., Liodakis, I., Otero-Santos, J., Middei, R., Marscher, A., Jorstad, S., et al. (2025). High Optical-to-X-Ray Polarization Ratio Reveals Compton Scattering in BL Lacertae’s Jet. THE ASTROPHYSICAL JOURNAL LETTERS, 985(1) [10.3847/2041-8213/adc572].
High Optical-to-X-Ray Polarization Ratio Reveals Compton Scattering in BL Lacertae’s Jet
Agudo, Iván;Liodakis, Ioannis;Otero-Santos, Jorge;Middei, Riccardo;Marscher, Alan;Jorstad, Svetlana;Zhang, Haocheng;Li, Hui;Di Gesu, Laura;Romani, Roger W.;Kim, Dawoon E.;Fenu, Francesco;Marshall, Herman L.;Pacciani, Luigi;Escudero Pedrosa, Juan;Aceituno, Francisco José;Agís-González, Beatriz;Bonnoli, Giacomo;Casanova, Víctor;Morcuende, Daniel;Piirola, Vilppu;Sota, Alfredo;Kouch, Pouya M.;Lindfors, Elina;McCall, Callum;Jermak, Helen E.;Steele, Iain A.;Borman, George A.;Grishina, Tatiana S.;Hagen-Thorn, Vladimir A.;Kopatskaya, Evgenia N.;Larionova, Elena G.;Morozova, Daria A.;Savchenko, Sergey S.;Shishkina, Ekaterina V.;Troitskiy, Ivan S.;Troitskaya, Yulia V.;Vasilyev, Andrey A.;Zhovtan, Alexey V.;Myserlis, Ioannis;Gurwell, Mark;Keating, Garrett;Rao, Ramprasad;Kang, Sincheol;Lee, Sang-Sung;Kim, Sanghyun;Cheong, Whee Yeon;Jeong, Hyeon-Woo;Angelakis, Emmanouil;Kraus, Alexander;Blinov, Dmitry;Maharana, Siddharth;Bachev, Rumen;Jormanainen, Jenni;Nilsson, Kari;Fallah Ramazani, Vandad;Casadio, Carolina;Fuentes, Antonio;Traianou, Efthalia;Thum, Clemens;Gómez, José L.;Antonelli, Lucio Angelo;Bachetti, Matteo;Baldini, Luca;Baumgartner, Wayne H.;Bellazzini, Ronaldo;Bianchi, Stefano;Bongiorno, Stephen D.;Bonino, Raffaella;Brez, Alessandro;Bucciantini, Niccolò;Capitanio, Fiamma;Castellano, Simone;Cavazzuti, Elisabetta;Chen, Chien-Ting;Ciprini, Stefano;Costa, Enrico;De Rosa, Alessandra;Del Monte, Ettore;Di Lalla, Niccolò;Di Marco, Alessandro;Donnarumma, Immacolata;Doroshenko, Victor;Dovčiak, Michal;Ehlert, Steven R.;Enoto, Teruaki;Evangelista, Yuri;Fabiani, Sergio;Ferrazzoli, Riccardo;García, Javier A.;Gunji, Shuichi;Hayashida, Kiyoshi;Heyl, Jeremy;Iwakiri, Wataru;Kaaret, Philip;Karas, Vladimir;Kislat, Fabian;Kitaguchi, Takao;Kolodziejczak, Jeffery J.;Krawczynski, Henric;La Monaca, Fabio;Latronico, Luca;Maldera, Simone;Manfreda, Alberto;Marin, Frédéric;Marinucci, Andrea;Massaro, Francesco;Matt, Giorgio;Mitsuishi, Ikuyuki;Mizuno, Tsunefumi;Muleri, Fabio;Negro, Michela;Ng, Chi-Yung;O'Dell, Stephen L.;Omodei, Nicola;Oppedisano, Chiara;Papitto, Alessandro;Pavlov, George G.;Peirson, Abel L.;Perri, Matteo;Pesce-Rollins, Melissa;Petrucci, Pierre-Olivier;Pilia, Maura;Possenti, Andrea;Poutanen, Juri;Puccetti, Simonetta;Ramsey, Brian D.;Rankin, John;Ratheesh, Ajay;Roberts, Oliver J.;Sgrò, Carmelo;Slane, Patrick;Soffitta, Paolo;Spandre, Gloria;Swartz, Douglas A.;Tamagawa, Toru;Tavecchio, Fabrizio;Taverna, Roberto;Tawara, Yuzuru;Tennant, Allyn F.;Thomas, Nicholas E.;Tombesi, Francesco;Trois, Alessio;Tsygankov, Sergey S.;Turolla, Roberto;Vink, Jacco;Weisskopf, Martin C.;Wu, Kinwah;Xie, Fei;Zane, Silvia
2025-01-01
Abstract
Blazars, supermassive black hole systems with highly relativistic jets aligned with the line of sight, are the most powerful long-lived emitters of electromagnetic emission in the Universe. We report here on a radio-to-gamma-ray multiwavelength campaign on the blazar BL Lacertae with unprecedented polarimetric coverage from radio to X-ray wavelengths. The observations caught an extraordinary event on 2023 November 10-18, when the degree of linear polarization of optical synchrotron radiation reached a record value of 47.5%. In stark contrast, the Imaging X-ray Polarimetry Explorer found that the X-ray (Compton scattering or hadron-induced) emission was polarized at less than 7.4% (3 sigma confidence level). We argue here that this observational result rules out a hadronic origin of the high-energy emission and strongly favors a leptonic (Compton scattering) origin, thereby breaking the degeneracy between hadronic and leptonic emission models for BL Lacertae and demonstrating the power of multiwavelength polarimetry to address this question. Furthermore, the multiwavelength flux and polarization variability, featuring an extremely prominent rise and decay of the optical polarization degree, is interpreted for the first time by the relaxation of a magnetic "spring" embedded in the newly injected plasma. This suggests that the plasma jet can maintain a predominant toroidal magnetic field component parsecs away from the central engine.
Agudo, I., Liodakis, I., Otero-Santos, J., Middei, R., Marscher, A., Jorstad, S., et al. (2025). High Optical-to-X-Ray Polarization Ratio Reveals Compton Scattering in BL Lacertae’s Jet. THE ASTROPHYSICAL JOURNAL LETTERS, 985(1) [10.3847/2041-8213/adc572].
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simulazione ASN
Il report seguente simula gli indicatori relativi alla propria produzione scientifica in relazione alle soglie ASN 2023-2025 del proprio SC/SSD. Si ricorda che il superamento dei valori soglia (almeno 2 su 3) è requisito necessario ma non sufficiente al conseguimento dell'abilitazione. La simulazione si basa sui dati IRIS e sugli indicatori bibliometrici alla data indicata e non tiene conto di eventuali periodi di congedo obbligatorio, che in sede di domanda ASN danno diritto a incrementi percentuali dei valori. La simulazione può differire dall'esito di un’eventuale domanda ASN sia per errori di catalogazione e/o dati mancanti in IRIS, sia per la variabilità dei dati bibliometrici nel tempo. Si consideri che Anvur calcola i valori degli indicatori all'ultima data utile per la presentazione delle domande.
La presente simulazione è stata realizzata sulla base delle specifiche raccolte sul tavolo ER del Focus Group IRIS coordinato dall’Università di Modena e Reggio Emilia e delle regole riportate nel DM 589/2018 e allegata Tabella A. Cineca, l’Università di Modena e Reggio Emilia e il Focus Group IRIS non si assumono alcuna responsabilità in merito all’uso che il diretto interessato o terzi faranno della simulazione. Si specifica inoltre che la simulazione contiene calcoli effettuati con dati e algoritmi di pubblico dominio e deve quindi essere considerata come un mero ausilio al calcolo svolgibile manualmente o con strumenti equivalenti.