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Infrared Synchrotron Emission in the Soft State of GX 339–4 and the Mid-Infrared/X-ray Luminosity Plane of Black Hole X-ray Binaries

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Rattachement africain : gb, ae, it, in, sk, nl, ca, us, Afrique du Sud, es. Niveau de preuve : code pays fourni par la source.

Le résumé fourni par la source

Abstract Progress in understanding accreting black holes remains hampered by a lack of sensitive coordinated multiwavelength observations. In particular, the mid-infrared (MIR) regime remains ill-explored except for jet-dominant states. Here, we present comprehensive follow-up of the black hole X-ray binary GX 339–4 during a bright disc-dominated state in its 2023/24 outburst as part of a multi-wavelength campaign coordinated around JWST/MIRI. The X-ray properties are fairly typical of soft accretion states with no significant X-ray variability, though with a weak high-energy Comptonised power-law tail. The source is significantly detected, and variable, across 5–10 $\mu$m, at a faint mean flux level. This requires any MIR compact jet contribution to be suppressed by $\gtrsim $ 300 relative to previous hard-state detections. The MIRI spectrum can be described as a simple power-law with slope α = +0.39 ± 0.07 (Fν ∝ να), but matches neither the radio/sub-mm nor the optical broadband slopes. Synchrotron radiation from the same medium responsible for high-energy Comptonisation can self-consistently account for the observed MIRI spectral-timing behaviour, offering new constraints on the physical conditions in the soft-state accretion disc atmosphere/corona. Alternative explanations, including a circumbinary disc, emission from a warm wind, or transient compact jet activity fail to cleanly explain either the spectral properties or the variability. Multiwavelength timing cross-correlations show a puzzlingly long MIR lag relative to the optical, though at limited significance. We compile archival MIR and X-ray luminosities of transient black hole systems, including previously unreported detections of GX 339–4. These trace the evolution of the MIR–to–X-ray flux ratio with accretion state, and also reveal high MIR luminosities for GX339-4 across all states.

Ce résumé expose les affirmations des auteurs. BNTIC ne l’interprète pas comme une validation indépendante des résultats.

Le contrôle bibliographique ouvert

DOI retrouvé dans Crossref DOI retrouvé ; titre concordant.

Titre Crossref
Infrared Synchrotron Emission in the Soft State of GX 339–4 and the Mid-Infrared/X-ray Luminosity Plane of Black Hole X-ray Binaries
Date Crossref
31/03/2026
Éditeur
Oxford University Press (OUP)
Type
journal-article

Ce recoupement confirme des métadonnées liées au DOI. Il ne confirme ni la méthode ni les conclusions de l’étude, et il ne compte pas comme une seconde source scientifique indépendante.

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