Studying Black Holes on Horizon Scales with VLBI Ground Arrays
Lindy Blackburn, Sheperd Doeleman, Jason Dexter, José L. Gómez, Michael D. Johnson, Daniel C. Palumbo, Jonathan Weintroub, Katherine L. Bouman, Andrew A. Chael,… 展开作者
Lindy Blackburn, Sheperd Doeleman, Jason Dexter, José L. Gómez, Michael D. Johnson, Daniel C. Palumbo, Jonathan Weintroub, Katherine L. Bouman, Andrew A. Chael, Joseph R. Farah, Vincent Fish, Laurent Loinard, Colin Lonsdale, Gopal Narayanan, Nimesh A. Patel, Dominic W. Pesce, Alexander Raymond, Remo Tilanus, Maciek Wielgus, Kazunori Akiyama, Geoffrey Bower, Avery Broderick, Roger Deane, Christian M. Fromm, Charles Gammie, Roman Gold, Michael Janssen, Tomohisa Kawashima, Thomas Krichbaum, Daniel P. Marrone, Lynn D. Matthews, Yosuke Mizuno, Luciano Rezzolla, Freek Roelofs, Eduardo Ros, Tuomas K. Savolainen, Feng Yuan, Guangyao Zhao
High-resolution imaging of supermassive black holes is now possible, with new applications to testing general relativity and horizon-scale accretion and relativistic jet formation processes. Over the coming decade, the EHT will propose to add new strategically placed VLBI elements operating at 1.3mm and 0.87mm wavelength. In parallel, development of next-generation backend instrumentation, coupled with high throughput correlation architectures, will boost sensitivity, allowing the new stations to be of modest collecting area while still improving imaging fidelity and angular resolution. The goal of these efforts is to move from imaging static horizon scale structure to dynamic reconstructions that capture the processes of accretion and jet launching in near real time.
Metrics and Motivations for Earth-Space VLBI: Time-Resolving Sgr A* with the Event Horizon Telescope
甚长基线干涉测量（VLBI）在230千兆赫以上的频率与地球直径的基线提供的空间分辨率比${\sim}50 μ$作为"阴影"的超大质量黑洞在银河系中心，人马座A *（Sgr A *）。对"阴影"附近的静态和动态结构成像提供了对广义相对论的检验，并可能允许测量黑洞参数。然而，传统的地球自转合成是不适用的源（如Sgr A *）与日内变化。扩展地面阵列，将空间VLBI站包括在内，可使成像能力的时间尺度与Sgr A * 的最内侧稳定圆轨道相当，根据黑洞的旋转情况，该轨道预计为4 - 30分钟。我们研究空间VLBI的基本要求，我们开发的工具与轨道站模拟观测。我们还开发了一个度量来量化阵列的成像能力，而不管详细的图像形态或重建方法。我们验证了这个度量的例子重建的模拟Sgr A * 在230和345 GHz的，并使用这些结果来激励扩展的事件视界望远镜（EHT），包括在低地球轨道（LEO）的小盘子。我们证明，高灵敏度的网站，如阿塔卡马大型毫米/亚毫米阵列（ALMA），使其可行的小型轨道器添加到现有的地面阵列，空间ALMA基线将具有灵敏度与地面非ALMA基线。我们表明，LEO增强阵列的样品的衍射限制傅立叶平面的Sgr A * 在不到30分钟的一半，使近地平线结构的重建与归一化均方根误差$\lesssim0.3$上的子ISCO时间尺度。
MeqSilhouette : A mm-VLBI observation and signal corruption simulator
事件视界望远镜（EHT）的目标是在空间上分辨银河系中心（Sgr A $^\star$）和M87中超大质量黑洞的轮廓（或阴影）。主要科学目标是在强场状态下检验广义相对论，并在事件视界尺度上探测吸积和喷气发射物理学。这可以通过（亚）毫米波长的甚长基线干涉测量技术来实现，该技术可以实现$\sim10~μ$ -角秒级的角分辨率。然而，这种方法受到独特的观测挑战，包括对流层和星际介质中的散射;极化和总强度的快速时变源结构;以及不可忽略的天线指向误差。在这篇文章中，在一个系列的第一篇文章中，我们提出了MeqSilhouette软件包，这是专门设计用于精确模拟EHT观测。它包括一些信号损坏的现实描述，可以限制测量关键科学参数的能力。这可用于量化校准要求、测试参数估计和成像策略，并调查可能存在的系统不确定性。在这样做的过程中，可以在观测能力和理论预测之间建立更强的联系，目标是从即将到来的EHT灵敏度的数量级增加中最大限度地提高科学产出。
Polarimetric properties of Event Horizon Telescope targets from ALMA
我们介绍了在第一次VLBI活动期间使用ALMA进行的全偏振研究的结果，该活动于2017年4月在$λ$ 3 mm和$λ$ 1.3mm波段进行，分别与全球毫米VLBI阵列（GMVA）和事件视界望远镜（EHT）合作。我们确定了所有VLBI目标的偏振和法拉第特性，包括Sgr A*，M87，和十几个射电响亮的活动星系核。我们检测到高线性极化分数（2-15%）和大旋转措施（RM $>10^{3.3}-10^{5.5}$ rad m $^{-2}$）。对于Sgr A*，我们报告了1.3 mm处的平均RM为$(-4.2\pm0.3) \times10^5$ rad m $^{-2}$，与过去十年的测量结果一致，并且首次报告了3 mm处的RM为$(-2.1\pm0.1) \times10^5$ rad m $^{-2}$，这表明1.3 mm处的法拉第旋转的大约一半可能发生在3 mm光球和1.3 mm源之间。我们还报告了第一次明确的测量RM对M87核在毫米波长，这经历了显着的变化幅度和符号反转的一年的时间尺度上，跨越范围从-1.2至0.3 $\times\,10^5$ rad m $^{-2}$在3毫米和-4.1至1.5 $\times\,10^5$ rad m $^{-2}$在1.3毫米。鉴于这种时间变异性，我们认为，与Sgr A* 的情况不同，M87中的RM不能提供对黑洞的质量吸积率的精确估计。我…
Reconstructing Video from Interferometric Measurements of Time-Varying Sources
Massachusetts Institute of Technology（麻省理工学院）；Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics（哈佛-史密森天体物理中心）；Massachusetts General Hospital（麻省总医院）；Radboud University（拉德堡德大学）；Google Research（谷歌研究院）
Towards direct imaging and orbital parameter estimation of supermassive black hole binaries with spaceborne VLBI
Delft University of Technology（代尔夫特理工大学）；Joint Institute for VLBI ERIC (JIVE)（甚长基线干涉测量联合研究所）；Black Hole Initiative at Harvard University（哈佛大学黑洞倡议项目）；Center for Astrophysics | Harvard & Smithsonian（哈佛-史密森尼天体物理中心）
Enhancing VLBI Capability with the SKA-Mid and the Jingdong 120-m Radio Telescope
Yunnan Observatories, Chinese Academy of Sciences（中国科学院云南天文台）；State Key Laboratory of Radio Astronomy and Technology, Yunnan Observatories, Chinese Academy of Sciences（中国科学院云南天文台射电天文与技术重点实验室）；Chalmers University of Technology（查尔姆斯理工大学）；Purple Mountain Observatory, Chinese Academy of Sciences（中国科学院紫金山天文台）；Nanjing University（南京大学）
Resolving Nearby Supermassive Black Holes with the Black Hole Explorer
Yamaguchi University（山口大学）；Heriot-Watt University（赫瑞-瓦特大学）；Massachusetts Institute of Technology Haystack Observatory（麻省理工学院海斯观测站）；National Astronomical Observatory of Japan（日本国立天文台）；Black Hole Initiative at Harvard University（哈佛大学黑洞倡议项目）
Radboud University（拉德堡德大学）；SENER AEROESPACIAL（SENER航空航天公司）；GMV AD.（GMV AD.公司）；University of Würzburg（维尔茨堡大学）；Goethe Universität Frankfurt（法兰克福歌德大学）；Max-Planck-Institut für Radioastronomie（马克斯·普朗克射电天文研究所）；European Space Agency（欧洲空间局）；Serco Netherlands BV（塞尔科荷兰有限公司）；Scaleout Systems（Scaleout Systems公司）；Alén Space（阿伦航天公司）；German Aerospace Center (DLR)（德国航空航天中心）；Instituto de Astrofísica de Andalucía-CSIC（安达卢西亚天体物理学研究所）
Black Hole Initiative at Harvard University（哈佛大学黑洞倡议）；Center for Astrophysics | Harvard & Smithsonian（哈佛-史密森尼天体物理中心）；University of Illinois Urbana-Champaign（伊利诺伊大学厄巴纳-香槟分校）；Institute of Mathematics, Johannes Gutenberg University Mainz（约翰内斯·古腾堡美因茨大学数学研究所）；High-Performance Scientific Computing, Center for Advanced Analytics and Predictive Sciences, University of Augsburg（奥格斯堡大学高级分析与预测科学中心高性能科学计算）；Department of Physics, Harvard University（哈佛大学物理系）；Department of History of Science, Harvard University（哈佛大学科学史系）
Beyond Sgr A* and M87*: Sub-Microarcsecond Black Hole Shadow Detection via Lunar-based Extremely Long Baseline Interferometry
Shanghai Astronomical Observatory, Chinese Academy of Sciences（中国科学院上海天文台）；Key Laboratory of Radio Astronomy and Technology, Chinese Academy of Sciences（中国科学院射电天文与技术重点实验室）；Max-Planck-Institut für Radioastronomie（马克斯·普朗克射电天文研究所）；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（法兰克福大学理论物理研究所）
