The Event Horizon Telescope (EHT) is a millimeter-wavelength, very-long-baseline interferometry (VLBI) experiment that is capable of observing black holes with horizon-scale resolution. Early observations have revealed variable horizon-scale emission in the Galactic Center black hole, Sagittarius A* (Sgr A*). Comparing such observations to time-dependent general relativistic magnetohydrodynamic (GRMHD) simulations requires statistical tools that explicitly consider the variability in both the data and the models. We develop here a Bayesian method to compare time-resolved simulation images to variable VLBI data, in order to infer model parameters and perform model comparisons. We use mock EHT data based on GRMHD simulations to explore the robustness of this Bayesian method and contrast it to approaches that do not consider the effects of variability. We find that time-independent models lead to offset values of the inferred parameters with artificially reduced uncertainties. Moreover, neglecting the variability in the data and the models often leads to erroneous model selections. We finally apply our method to the early EHT data on Sgr A*.
Polarization Architecture of Steady GRMHD Jets from the Horizon to Infinity
Ningbo University（宁波大学）；Tsung-Dao Lee Institute, Shanghai Jiao-Tong University（上海交大李政道研究所）；Peking University（北京大学）；Shanghai Astronomical Observatory, Chinese Academy of Sciences（中国科学院上海天文台）；School of Physics & Astronomy, Shanghai Jiao-Tong University（上海交通大学物理与天文学院）
From Morphology to Variability: Radiative Cooling Effects on Horizon-Scale Polarization in Two-Temperature GRMHD Simulations
Mullard Space Science Laboratory, University College London（伦敦大学学院穆拉德空间科学实验室）；Tsung-Dao Lee Institute, Shanghai Jiao Tong University（上海交通大学李政道研究所）；School of Physics and Astronomy, Shanghai Jiao Tong University（上海交通大学物理与天文学院）；Institut für Theoretische Physik, Goethe-Universität Frankfurt（法兰克福歌德大学理论物理研究所）
Variability in GRMHD simulations of Sgr A$^*$: Implications for EHT closure phase observations
在事件视界望远镜的干涉观测中，携带黑洞像结构信息最多的观测量是沿不同基线三角形的闭合相。我们使用长时间跨度，高节奏，GRMHD+辐射转移模型的Sgr A $^*$，调查预期的变化，在这样的观测关闭阶段。我们发现，在一般情况下，关闭阶段沿小基线三角形显示小的变化，除了在情况下，当三角形的顶点之一穿过一个小区域的低能见度幅度。闭合阶段的可变性随着基线三角形的大小而增加，因为较大的基线探测图像的小尺度结构，这是高度可变的。平均而言，射流占主导地位的MAD模型比磁盘占主导地位的SANE模型表现出更少的闭合相的变化，即使在大的基线三角形，因为从后者的图像是更敏感的湍流吸积流。我们的研究结果表明，图像重建技术需要明确考虑到关闭阶段的变化，特别是如果数据的质量和数量允许的变化的性质的详细表征。这也意味着，如果利用依赖于静态图像的假设的图像重建技术，则将需要识别和切除显示高水平可变性的$u-v$空间的区域。
Black hole to breakout: 3D GRMHD simulations of collapsar jets reveal a wide range of transients
我们提出了一套第一个3D GRMHD星的模拟，从自洽射流发射的吸积克尔黑洞（BH）的突破从恒星。我们确定了三种类型的外流，取决于角动量，$ l $，崩溃的材料和磁场，$ B $，在BH地平线上：（一）次相对论外流（低$ l $和高$ B $），（二）定常吸积激波不稳定性（SASI;高$ l $和低$ B $），（三）相对论喷流（高$ l $和高$ B $）。在没有喷流的情况下，恒星包层的自由落体为BH吸积速率提供了一个很好的估计。喷流可以大大抑制吸积率，其持续时间可以限制在恒星的磁化剖面。我们发现，大（陡峭）的内部密度幂律指数（$ \gtrsim 2 $）的祖先，面临着极端的挑战，伽马射线暴（GRB）的祖先，由于过度的亮度，全球时间演变的光变曲线在整个爆发和短的爆发时间，与观测不一致。我们的研究结果表明，各种各样的观测到的爆炸外观（超新星/超新星+伽玛暴/低光度伽玛暴）和发射相对论流出的特性（亮度和持续时间）可以自然地解释的祖先结构的差异。我们的模拟揭示了几个重要的喷流功能：（一）强磁耗散内的恒星，导致弱磁化射流突破，可能有显着的光球发射和（二）自发出现的倾斜吸积盘喷流，即使在没有任何倾斜的祖。
Observational appearance of inefficient accretion flows and jets in 3D GRMHD simulations: Application to Sgr~A*
辐射低效吸积流（RIAF）被认为是星系暗核中超大质量黑洞（SMBH）的动力来源。这种黑洞通常伴随着平谱射电核心，表明存在适度相对论性喷流。其中一个最受约束的RIAF与银河系中心的SMBH有关，Sgr A *。由于RIAF中的等离子体只有弱碰撞，这些系统的动力学和辐射特性是非常不确定的。在这里，我们要研究的影响，不同的电子温度的外观吸积流和喷流。使用3-D GRMHD吸积流模拟，我们使用射线追踪方法来预测RIAF的光谱和射电图像，允许不同的电子加热机制在模拟的流入和流出部分。我们发现，电子温度的微小变化可能导致喷流和吸积流的相对优势的显着差异。应用到Sgr A * 表明，该源的无线电频谱和大小可以很好地再现与模型，其中电子更有效地加热的射流。X射线发射对喷流和盘中的电子加热机制敏感，因此X射线观测对吸积流和喷流的电子温度和几何形状有很强的约束。对于Sgr A *，射流模型还预测了显著的频率依赖性核心偏移，一旦精确测量，该偏移可以对模型施加独立的约束。我们的结论是，更复杂的电子分布函数的模型是至关重要的约束GRMHD模拟与实际观测。对于Sgr A *，射电外观很可能是由流出的等离子体主导的。尽管如此，在最高的射频，事件视界的阴影应该仍然可以通过未来的甚长基线干涉测量观测探测到。
CoportSL: A Contribution-constrained Hybrid Slow-light Framework for Time-dependent Polarized GRMHD Imaging
School of Physics and Astronomy, Beijing Normal University（北京师范大学物理与天文学院）；School of Physics, Peking University（北京大学物理学院）；Key Laboratory of Multiscale Spin Physics (Beijing Normal University), Ministry of Education（教育部多尺度自旋物理重点实验室（北京师范大学））；School of Physical Science and Technology, Ningbo University（宁波大学物理科学与技术学院）
Polarization Signatures from GRMHD Simulations of Black Hole Accretion
College of Charleston（查尔斯顿学院）；Center for Computational Astrophysics, Flatiron Institute（纽约市立大学富兰克林研究所计算天体物理学中心）；Instituto de Astrofísica de Andalucía-CSIC（安达卢西亚天体物理研究所-西班牙国家研究委员会）；Research Centre for Computational Physics and Data Processing, Institute of Physics, Silesian University in Opava（奥帕瓦西里西亚大学物理学院计算物理与数据处理研究中心）；Black Hole Initiative at Harvard University（哈佛大学黑洞倡议项目）
Wind-Fed GRMHD Simulations of Sagittarius A*: Tilt and Alignment of Jets and Accretion Discs, Electron Thermodynamics, and Multi-Scale Modeling of the Rotation Measure
GRMHD accretion beyond the black hole paradigm: Light from within the shadow
Max-Planck-Institut für Radioastronomie（马克斯·普朗克射电天文研究所）；Instituto de Astrofísica de Andalucía-CSIC（安达卢西亚天体物理研究所-CSIC）；Instituto de Astronomia, Geofísica e Ciências Atmosféricas, Universidade de São Paulo（圣保罗大学天文、地球物理与大气科学研究所）；International Centre for Space and Cosmology, Ahmedabad University（艾哈迈达巴德大学国际空间与宇宙学中心）
GRMHD Simulations of Accreting Proto-Magnetars II. Implications for r-process Nucleosynthesis
Columbia University（哥伦比亚大学）；Princeton Plasma Physics Laboratory（普林斯顿等离子体物理实验室）；Center for Computational Astrophysics, Flatiron Institute（计算天体物理学中心，富尔顿研究所）；Massachusetts Institute of Technology（麻省理工学院）；Canadian Institute for Theoretical Astrophysics, University of Toronto（加拿大理论天体物理研究所，多伦多大学）
GRMHD simulations of accretion onto Sgr A*: How important are radiative losses?
本文采用广义相对论磁流体动力学（GRMHD）方法对银河系中心人马座A *（Sgr A *）的超大质量黑洞的吸积流进行了数值模拟。模拟包括第一次辐射冷却过程（同步，韧致辐射，逆康普顿）自洽的动力学，使我们能够测试忽略所有冷却损失的建模中的Sgr A * 的常见简化。我们确认，对于Sgr A *，如果银河系中心的吸积速度低于~10 ^{-8} Msun/yr，即Mdot <10 ^{-7} Mdot_Edd，则忽略冷却损失是合理的近似。但在此极限以上，我们表明，辐射损失应考虑到显着差异出现在动力学和由此产生的光谱时，比较模拟与不冷却。这个极限意味着大多数附近的低光度活动星系核都处于应该考虑冷却的区域。进一步对银河系中心超大质量黑洞周围的轴对称气体吸积进行了参数研究。这种方法使我们能够调查一般的气体吸积的物理学，同时面对我们的结果与良好的研究和观察源，Sgr A *，作为一个测试案例。我们证实，吸积流和外流的性质是强烈依赖于初始几何的磁场。例如，我们发现，即使有非常高的自旋，也很难从带有多个单独的极向场环的圆盘中产生强大的外流。
