IXPE observation of PKS 2155–304 reveals the most highly polarized blazar
Pouya M Kouch
,
Ioannis Liodakis
,
Riccardo Middei
,
Dawoon E Kim
,
Fabrizio Tavecchio
,
Alan P Marscher
,
Herman L Marshall
,
Steven R Ehlert
,
Laura Di Gesu
,
Svetlana G Jorstad
,
Iván Agudo
,
Grzegorz M Madejski
,
Roger W Romani
,
Manel Errando
,
Elina Lindfors
,
Kari Nilsson
,
Ella Toppari
,
Stephen B Potter
,
Ryo Imazawa
,
Mahito Sasada
,
Yasushi Fukazawa
,
Koji S Kawabata
,
Makoto Uemura
,
Tsunefumi Mizuno
,
Tatsuya Nakaoka
,
Hiroshi Akitaya
,
Callum Mccall
,
Helen E Jermak
,
Iain A Steele
,
Ioannis Myserlis
,
Mark Gurwell
,
Garrett K Keating
,
Ramprasad Rao
,
Sincheol Kang
,
Sang-Sung Lee
,
Sang-Hyun Kim
,
Whee Yeon Cheong
,
Hyeon-Woo Jeong
,
Emmanouil Angelakis
,
Alexander Kraus
,
Francisco José Aceituno
,
Giacomo Bonnoli
,
Víctor Casanova
,
Juan Escudero
,
Beatriz Agís-González
,
César Husillos
,
Daniel Morcuende
,
Jorge Otero-Santos
,
Alfredo Sota
,
Rumen Bachev
,
Lucio Angelo Antonelli
,
Matteo Bachetti
,
Luca Baldini
,
Wayne H Baumgartner
,
Ronaldo Bellazzini
,
Stefano Bianchi
,
Stephen D Bongiorno
,
Raffaella Bonino
,
Alessandro Brez
,
Niccolò Bucciantini
,
Fiamma Capitanio
,
Simone Castellano
,
Elisabetta Cavazzuti
,
Chien-Ting Chen
,
Stefano Ciprini
,
Enrico Costa
,
Alessandra de Rosa
,
Ettore del Monte
,
Niccolò Di Lalla
,
Alessandro Di Marco
,
Immacolata Donnarumma
,
Victor Doroshenko
,
Michal Dovčiak
,
Teruaki Enoto
,
Yuri Evangelista
,
Sergio Fabiani
,
Riccardo Ferrazzoli
,
Javier A Garcia
,
Shuichi Gunji
,
Kiyoshi Hayashida
,
Jeremy Heyl
,
Wataru Iwakiri
,
Philip Kaaret
,
Vladimir Karas
,
Fabian Kislat
,
Takao Kitaguchi
,
Jeffery J Kolodziejczak
,
Henric Krawczynski
,
Fabio La Monaca
,
Luca Latronico
,
Simone Maldera
,
Alberto Manfreda
,
Frédéric Marin
(1)
,
Andrea Marinucci
,
Francesco Massaro
,
Giorgio Matt
,
Ikuyuki Mitsuishi
,
Fabio Muleri
,
Michela Negro
,
Chi-Yung Ng
,
Stephen L O’dell
,
Nicola Omodei
,
Chiara Oppedisano
,
Alessandro Papitto
,
George G Pavlov
,
Abel Lawrence Peirson
,
Matteo Perri
,
Melissa Pesce-Rollins
,
Pierre-Olivier Petrucci
(2)
,
Maura Pilia
,
Andrea Possenti
,
Juri Poutanen
,
Simonetta Puccetti
,
Brian D Ramsey
,
John Rankin
,
Ajay Ratheesh
,
Oliver J Roberts
,
Carmelo Sgrò
,
Patrick Slane
,
Paolo Soffitta
,
Gloria Spandre
,
Douglas A Swartz
,
Toru Tamagawa
,
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
Pouya M Kouch
- Fonction : Auteur
- PersonId : 1416986
- ORCID : 0000-0002-9328-2750
Ioannis Liodakis
- Fonction : Auteur
- PersonId : 793572
- ORCID : 0000-0001-9200-4006
Riccardo Middei
- Fonction : Auteur
- PersonId : 1159178
- ORCID : 0000-0001-9815-9092
Dawoon E Kim
- Fonction : Auteur
- PersonId : 1411790
- ORCID : 0000-0001-5717-3736
Fabrizio Tavecchio
- Fonction : Auteur
- PersonId : 757241
- ORCID : 0000-0003-0256-0995
Alan P Marscher
- Fonction : Auteur
- PersonId : 1159186
- ORCID : 0000-0001-7396-3332
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Herman L Marshall
- Fonction : Auteur
- PersonId : 1159177
- ORCID : 0000-0002-6492-1293
Steven R Ehlert
- Fonction : Auteur
- PersonId : 1176283
- ORCID : 0000-0003-4420-2838
Laura Di Gesu
- Fonction : Auteur
- PersonId : 1195763
- ORCID : 0000-0002-5614-5028
Svetlana G Jorstad
- Fonction : Auteur
- PersonId : 1159201
- ORCID : 0000-0001-6158-1708
Iván Agudo
- Fonction : Auteur
- PersonId : 1159188
- ORCID : 0000-0002-3777-6182
Grzegorz M Madejski
- Fonction : Auteur
Roger W Romani
- Fonction : Auteur
- PersonId : 799388
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Manel Errando
- Fonction : Auteur
- PersonId : 1416987
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Elina Lindfors
- Fonction : Auteur
- PersonId : 760053
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Kari Nilsson
- Fonction : Auteur
- PersonId : 757731
- ORCID : 0000-0002-1445-8683
Ella Toppari
- Fonction : Auteur
Stephen B Potter
- Fonction : Auteur
Ryo Imazawa
- Fonction : Auteur
Mahito Sasada
- Fonction : Auteur
- PersonId : 1416988
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Yasushi Fukazawa
- Fonction : Auteur
Koji S Kawabata
- Fonction : Auteur
Makoto Uemura
- Fonction : Auteur
- PersonId : 1411810
- ORCID : 0000-0002-7375-7405
Tsunefumi Mizuno
- Fonction : Auteur
- PersonId : 1159208
- ORCID : 0000-0001-7263-0296
Tatsuya Nakaoka
- Fonction : Auteur
Hiroshi Akitaya
- Fonction : Auteur
Callum Mccall
- Fonction : Auteur
Helen E Jermak
- Fonction : Auteur
- PersonId : 1416989
- ORCID : 0000-0002-1197-8501
Iain A Steele
- Fonction : Auteur
- PersonId : 1230193
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Ioannis Myserlis
- Fonction : Auteur
- PersonId : 1411808
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Mark Gurwell
- Fonction : Auteur
- PersonId : 762125
- ORCID : 0000-0003-0685-3621
Garrett K Keating
- Fonction : Auteur
- PersonId : 1411813
- ORCID : 0000-0002-3490-146X
Ramprasad Rao
- Fonction : Auteur
Sincheol Kang
- Fonction : Auteur
- PersonId : 1411814
- ORCID : 0000-0002-0112-4836
Sang-Sung Lee
- Fonction : Auteur
- PersonId : 1348184
- ORCID : 0000-0002-6269-594X
Sang-Hyun Kim
- Fonction : Auteur
- PersonId : 1411815
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Whee Yeon Cheong
- Fonction : Auteur
- PersonId : 1416990
- ORCID : 0009-0002-1871-5824
Hyeon-Woo Jeong
- Fonction : Auteur
- PersonId : 1416991
- ORCID : 0009-0005-7629-8450
Emmanouil Angelakis
- Fonction : Auteur
- PersonId : 1416992
- ORCID : 0000-0001-7327-5441
Alexander Kraus
- Fonction : Auteur
- PersonId : 1416993
- ORCID : 0000-0002-4184-9372
Francisco José Aceituno
- Fonction : Auteur
- PersonId : 1416994
- ORCID : 0000-0001-8074-4760
Giacomo Bonnoli
- Fonction : Auteur
- PersonId : 760165
- ORCID : 0000-0003-2464-9077
Víctor Casanova
- Fonction : Auteur
- PersonId : 1416995
- ORCID : 0000-0003-2036-8999
Juan Escudero
- Fonction : Auteur
- PersonId : 1411806
- ORCID : 0000-0002-4131-655X
Beatriz Agís-González
- Fonction : Auteur
- PersonId : 1411794
- ORCID : 0000-0001-7702-8931
César Husillos
- Fonction : Auteur
- PersonId : 1411795
- ORCID : 0000-0001-8286-5443
Daniel Morcuende
- Fonction : Auteur
- PersonId : 794944
- ORCID : 0000-0001-9400-0922
Jorge Otero-Santos
- Fonction : Auteur
- PersonId : 804785
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Alfredo Sota
- Fonction : Auteur
- PersonId : 1411796
- ORCID : 0000-0002-9404-6952
Rumen Bachev
- Fonction : Auteur
Lucio Angelo Antonelli
- Fonction : Auteur
- PersonId : 761992
- ORCID : 0000-0002-5037-9034
Matteo Bachetti
- Fonction : Auteur
- PersonId : 1159189
- ORCID : 0000-0002-4576-9337
Luca Baldini
- Fonction : Auteur
- PersonId : 1159190
- ORCID : 0000-0002-9785-7726
Wayne H Baumgartner
- Fonction : Auteur
- PersonId : 1195760
- ORCID : 0000-0002-5106-0463
Ronaldo Bellazzini
- Fonction : Auteur
- PersonId : 1159191
- ORCID : 0000-0002-2469-7063
Stefano Bianchi
- Fonction : Auteur
- PersonId : 1159184
- ORCID : 0000-0002-4622-4240
Stephen D Bongiorno
- Fonction : Auteur
- PersonId : 1195761
- ORCID : 0000-0002-0901-2097
Raffaella Bonino
- Fonction : Auteur
- PersonId : 1159192
- ORCID : 0000-0002-4264-1215
Alessandro Brez
- Fonction : Auteur
- PersonId : 1195762
- ORCID : 0000-0002-9460-1821
Niccolò Bucciantini
- Fonction : Auteur
- PersonId : 815651
- ORCID : 0000-0002-8848-1392
Fiamma Capitanio
- Fonction : Auteur
- PersonId : 1159222
- ORCID : 0000-0002-6384-3027
Simone Castellano
- Fonction : Auteur
- PersonId : 1159174
- ORCID : 0000-0003-1111-4292
Elisabetta Cavazzuti
- Fonction : Auteur
- PersonId : 1159193
- ORCID : 0000-0001-7150-9638
Chien-Ting Chen
- Fonction : Auteur
- PersonId : 1411818
- ORCID : 0000-0002-4945-5079
Stefano Ciprini
- Fonction : Auteur
- PersonId : 1159194
- ORCID : 0000-0002-0712-2479
Enrico Costa
- Fonction : Auteur
- PersonId : 1159195
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Alessandra de Rosa
- Fonction : Auteur
- PersonId : 1176270
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Ettore del Monte
- Fonction : Auteur
- PersonId : 1159196
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Niccolò Di Lalla
- Fonction : Auteur
- PersonId : 1195764
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Alessandro Di Marco
- Fonction : Auteur
- PersonId : 1159197
- ORCID : 0000-0003-0331-3259
Immacolata Donnarumma
- Fonction : Auteur
- PersonId : 1195765
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Victor Doroshenko
- Fonction : Auteur
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Michal Dovčiak
- Fonction : Auteur
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Teruaki Enoto
- Fonction : Auteur
- PersonId : 764101
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Yuri Evangelista
- Fonction : Auteur
- PersonId : 1195766
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Sergio Fabiani
- Fonction : Auteur
- PersonId : 1159198
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Riccardo Ferrazzoli
- Fonction : Auteur
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Javier A Garcia
- Fonction : Auteur
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Shuichi Gunji
- Fonction : Auteur
- PersonId : 1195767
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Kiyoshi Hayashida
- Fonction : Auteur
Jeremy Heyl
- Fonction : Auteur
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Wataru Iwakiri
- Fonction : Auteur
- PersonId : 1159200
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Philip Kaaret
- Fonction : Auteur
- PersonId : 774550
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Vladimir Karas
- Fonction : Auteur
- PersonId : 755742
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Fabian Kislat
- Fonction : Auteur
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Takao Kitaguchi
- Fonction : Auteur
Jeffery J Kolodziejczak
- Fonction : Auteur
- PersonId : 1195769
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Henric Krawczynski
- Fonction : Auteur
- PersonId : 1159202
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Fabio La Monaca
- Fonction : Auteur
- PersonId : 1159203
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Luca Latronico
- Fonction : Auteur
- PersonId : 1159204
- ORCID : 0000-0002-0984-1856
Simone Maldera
- Fonction : Auteur
- PersonId : 1159205
- ORCID : 0000-0002-0698-4421
Alberto Manfreda
- Fonction : Auteur
- PersonId : 1159206
- ORCID : 0000-0002-0998-4953
Frédéric Marin
- Fonction : Auteur
- PersonId : 1159185
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Andrea Marinucci
- Fonction : Auteur
- PersonId : 1159176
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Francesco Massaro
- Fonction : Auteur
- PersonId : 1159207
- ORCID : 0000-0002-1704-9850
Giorgio Matt
- Fonction : Auteur
- PersonId : 755741
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Ikuyuki Mitsuishi
- Fonction : Auteur
Fabio Muleri
- Fonction : Auteur
- PersonId : 793858
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Michela Negro
- Fonction : Auteur
- PersonId : 1159209
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Chi-Yung Ng
- Fonction : Auteur
- PersonId : 1159210
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Stephen L O’dell
- Fonction : Auteur
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Nicola Omodei
- Fonction : Auteur
- PersonId : 1159211
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Chiara Oppedisano
- Fonction : Auteur
- PersonId : 1195771
- ORCID : 0000-0001-6194-4601
Alessandro Papitto
- Fonction : Auteur
- PersonId : 1159212
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George G Pavlov
- Fonction : Auteur
- PersonId : 1159213
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Abel Lawrence Peirson
- Fonction : Auteur
- PersonId : 1159214
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Matteo Perri
- Fonction : Auteur
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- ORCID : 0000-0003-3613-4409
Melissa Pesce-Rollins
- Fonction : Auteur
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Pierre-Olivier Petrucci
- Fonction : Auteur
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Maura Pilia
- Fonction : Auteur
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Andrea Possenti
- Fonction : Auteur
- PersonId : 1159216
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Juri Poutanen
- Fonction : Auteur
- PersonId : 799387
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- IdRef : 085566497
Simonetta Puccetti
- Fonction : Auteur
- PersonId : 1159182
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Brian D Ramsey
- Fonction : Auteur
- PersonId : 1195772
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John Rankin
- Fonction : Auteur
- PersonId : 1159217
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Ajay Ratheesh
- Fonction : Auteur
- PersonId : 1195773
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Oliver J Roberts
- Fonction : Auteur
- PersonId : 1411820
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Carmelo Sgrò
- Fonction : Auteur
- PersonId : 1159218
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Patrick Slane
- Fonction : Auteur
- PersonId : 1159219
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Paolo Soffitta
- Fonction : Auteur
- PersonId : 799386
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Gloria Spandre
- Fonction : Auteur
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Douglas A Swartz
- Fonction : Auteur
- PersonId : 1411821
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Toru Tamagawa
- Fonction : Auteur
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Roberto Taverna
- Fonction : Auteur
- PersonId : 799389
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Yuzuru Tawara
- Fonction : Auteur
Allyn F Tennant
- Fonction : Auteur
- PersonId : 1195776
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Nicholas E Thomas
- Fonction : Auteur
- PersonId : 1195777
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Francesco Tombesi
- Fonction : Auteur
- PersonId : 1195778
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Alessio Trois
- Fonction : Auteur
- PersonId : 1176284
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Sergey S Tsygankov
- Fonction : Auteur
- PersonId : 1159220
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Roberto Turolla
- Fonction : Auteur
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Jacco Vink
- Fonction : Auteur
- PersonId : 756156
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Martin C Weisskopf
- Fonction : Auteur
- PersonId : 1159223
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Kinwah Wu
- Fonction : Auteur
- PersonId : 1159187
- ORCID : 0000-0002-7568-8765
Fei Xie
- Fonction : Auteur
- PersonId : 1195779
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Silvia Zane
- Fonction : Auteur
- PersonId : 1195758
- ORCID : 0000-0001-5326-880X
Résumé
We report the X-ray polarization properties of the high-synchrotron-peaked (HSP) blazar PKS 2155−304 based on observations with the Imaging X-ray Polarimetry Explorer (IXPE). We observed the source between Oct 27 and Nov 7, 2023. We also conducted an extensive contemporaneous multiwavelength (MW) campaign. We find that during the first half ( T 1 ) of the IXPE pointing, the source exhibited the highest X-ray polarization degree detected for an HSP blazar thus far, (30.7 ± 2.0)%; this dropped to (15.3 ± 2.1)% during the second half ( T 2 ). The X-ray polarization angle remained stable during the IXPE pointing at 129.4° ±1.8° and 125.4° ±3.9° during T 1 and T 2 , respectively. Meanwhile, the optical polarization degree remained stable during the IXPE pointing, with average host-galaxy-corrected values of (4.3 ± 0.7)% and (3.8 ± 0.9)% during the T 1 and T 2 , respectively. During the IXPE pointing, the optical polarization angle changed achromatically from ∼140° to ∼90° and back to ∼130°. Despite several attempts, we only detected (99.7% conf.) the radio polarization once (during T 2 , at 225.5 GHz): with degree (1.7 ± 0.4)% and angle 112.5° ±5.5°. The direction of the broad pc-scale jet is rather ambiguous and has been found to point to the east and south at different epochs; however, on larger scales (> 1.5 pc) the jet points toward the southeast (∼135°), similarly to all of the MW polarization angles. Moreover, the X-ray-to-optical polarization degree ratios of ∼7 and ∼4 during T 1 and T 2 , respectively, are similar to previous IXPE results for several HSP blazars. These findings, combined with the lack of correlation of temporal variability between the MW polarization properties, agree with an energy-stratified shock-acceleration scenario in HSP blazars.
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