Reconciling EHT and Gas Dynamics Measurements in M87: Is the Jet Misaligned at Parsec Scales?
事件视界望远镜对M87* 的质量估计与恒星动力学质量估计一致,与气体动力学质量估计不一致的程度高达$2σ$。我们以前已经探索了一个新的气体动力学模型,该模型采用了亚开普勒气体速度,原则上可以解释恒星和气体动力学质量估计的差异。在本文中,我们扩展了这个气体动力学模型,也包括非平凡的磁盘高度,这也可以解决独立的子开普勒速度分量的质量差异。通过结合现有的速度测量和EHT质量估计,我们把约束的气体盘倾斜度和子Kelplerian分数。这些限制条件要求秒差距尺度的电离气体盘与毫角秒射电喷流至少错开$11^{\circ}$,更典型的是$27^{\circ}$。通过引入次开普勒速度或厚盘对气体动力学模型进行修改,会产生与无线电喷流的进一步不对准。如果喷流是在Blandford-Znajek型过程中产生的,则黑洞的角动量与供给M87* 的大尺度气体的角动量解耦。
2021-02-23 astro-ph.GA astro-ph.HE
Probing anisotropic particle acceleration and limb-brightening in Centaurus A's jet
University of Würzburg(维尔茨堡大学);Goethe Universität Frankfurt(法兰克福歌德大学);Shanghai Jiao Tong University(上海交通大学);Radboud University(拉德堡德大学);Max-Planck-Institut für Radioastronomie(马克斯·普朗克射电天文研究所)
本文通过3D GRMHD模拟和GRRT计算,研究Cen A喷流的边缘增亮结构,并发现磁性冻结盘结合各向异性粒子分布可解释EHT观测结果,同时推断Cen A黑洞阴影将在3 THz频率下可观测。
2026-03-30 astro-ph.HE
Two-temperature, Magnetically Arrested Disc simulations of the jet from the supermassive black hole in M87
我们提出了两个温度,辐射广义相对论磁流体动力学模拟磁制动盘(MAD),推出强大的相对论射流。我们的模拟的质量吸积率的缩放,以匹配周围的超大质量黑洞在M87吸积流的光度。我们考虑了两种电子加热的次网格方法:一种基于朗道阻尼湍流级联,另一种基于反相对论磁重联加热。模拟产生的喷流的功率为M87的观测值的顺序。这两个模拟产生的光谱都与M87在射电、毫米和亚毫米波段的观测结果一致。此外,在15 GHz和86 GHz之间的频率在两个模型中预测的图像核心移位与观测结果一致。在43和86 GHz,这两个模拟产生的大开角射流与VLBI图像一致。这两个模型都产生了230 GHz的图像,其中有明显的黑洞阴影,这些阴影可以被事件视界望远镜(EHT)解析,尽管在17度的视角下,230 GHz的图像太大,无法与2009年和2012年的EHT观测相匹配。来自模拟的230 GHz图像在几个月到几年的时间尺度上是动态的,这表明重复的EHT观测可能能够检测到事件视界处旋转磁场的运动。
2019-04-09 astro-ph.HE
Prospects of Detecting a Jet in Sagittarius A* with VLBI
本文基于EHT的Sgr A*“最有可能”模型,在86–345 GHz模拟现有与下一代VLBI成像,发现升级后的ngEHT和ngVLA有望在86、115 GHz探测喷流。
2024-05-09 astro-ph.HE
Future Prospects for Constraining Black-Hole Spacetime: Horizon-scale Variability of Astrophysical Jet
本研究利用GRMHD模拟和GRRT计算,分析M87*喷流在视界尺度的动力学与黑洞自旋的关联,并评估ngEHT观测约束黑洞自旋的前景。
2023-11-16 astro-ph.HE
The immediate environment of an astrophysical black hole
鉴于事件视界望远镜(EHT)即将进行的观测,我们提出了我们对天体物理学黑洞直接环境的想法。我们担心,在广义相对论磁流体动力学数值模拟中使用的两个近似,即在黑洞喷流底部附近实施的数值密度地板,以及来自大距离的磁场,可能会误导我们对观测结果的解释。我们预测,三个物理过程将体现在EHT的观测,即动态对形成的地平线上,电磁能量耗散沿边界的黑洞喷流,和一个区域的弱磁场分离的黑洞喷流盘风。
2017-11-16 astro-ph.HE
Constraints on Black Hole Jet Models Used As Diagnostic Tools of Event Horizon Telescope Observations of M87
事件视界望远镜(EHT)数据的喷流模型也应该符合下游观测到的喷流剖面。这项研究评估符合黑洞喷流的图像的M87的最里面的喷流模型。这是一个基本的测试,在使用它们对EHT数据进行物理解释之前应该通过。最近对M87的86 GHz甚长基线干涉仪观测首次揭示了其源附近喷流的形态和大小($<65$ \,M,或在对喷流的视线进行校正后的0.06 lt-yrs,其中$M$是几何单位中的黑洞质量)。目前的横向分辨率表明,这一地区主要是由从边缘的射流发出的通量。所观察到的内喷流配置文件进行比较,所有现有的出版的合成无线电图像构建的“最先进的”3-D数值模拟的黑洞吸积系统在M87。尽管努力产生特征性的宽的、边缘主导的喷流,这些模型在距离源0.06 - 0.32 lt-yrs的区域内太窄(因子为$\sim2$),即使在图像平面中的喷流(脊和/或鞘)可能在更远的下游出现一致。此外,从源起0.06 - 0.32 lt-yrs的合成无线电图像不是边缘主导的,而是脊主导的。因此,将这些模型作为EHT能见度振幅的物理诊断的分析是可疑的。因此,这些内喷流特性是应用模拟EHT数据之前的重要考虑因素。
2019-06-26 astro-ph.GA astro-ph.HE
Resolving the inner parsec of the blazar J1924-2914 with the Event Horizon Telescope
耀变体J1924-2914是银河系中心的黑洞人马座A* 的主要事件视界望远镜(EHT)校准器。在这里,我们提出了第一个总的和线性偏振强度图像的EHT与前所未有的20 $μ$的分辨率获得的这个源。J1924-2914是一个非常紧凑的平谱射电源,具有很强的光变和偏振特性。2017年4月,该源与EHT(4月5日至11日),全球毫米VLBI阵列(4月3日)和甚长基线阵列(4月28日)准同时观测,在四个观测频率230,86,8.7和2.3 GHz下提供了该源的新视图。这些观测探测了从亚秒差距到100秒差距尺度的喷流特性。我们结合J1924-2914的多频图像来研究震源形态。我们发现,射流表现出的特征弯曲,与喷射投影位置角约90度的2.3和230 GHz之间的逐渐顺时针旋转。J1924-2914的线偏振强度图像与EHT的极高分辨率提供了证据,在耀变体紧凑的核心有序的环形磁场。
2022-08-02 astro-ph.HE
Accretion models for LLAGNs: Model Parameter Estimation and Prediction of their Detectibility
事件视界望远镜(EHT)提供了一个独特的机会,通过甚大基线干涉测量(VLBI)探测超大质量黑洞的物理,如事件视界的存在,吸积过程以及喷流的形成。我们建立了一个理论模型,其中包括一个平流主导的吸积流(ADAF)和一个简单的无线电喷流流出。将该模型的预测谱能量分布(SED)与观测值进行比较,以获得模型参数的最佳估计。此外,模型预测的径向辐射分布在不同的频带可以用来预测是否流入可以解决的EHT。
2018-12-10 astro-ph.HE
Did the Event Horizon Telescope Detect the Base of the Sub-Milliarsecond Tubular Jet in M\,87?
先前分析了M1.87的高灵敏度、7 mm甚长基线阵列图像,以便使用良好表征的双脊反向射流(该图像所特有的)和双脊射流之间的不对称性来估计从原点开始的0.4和0.65 mas之间的总体流射流速度。我们用同样的图像来估计这个管状流的横截面积。沿着该流的速度、加速度、横截面积和通量密度确定了满足能量能量守恒、角动量和质量(沿着射流的坡印廷通量到动能通量的单调转换)的唯一的、完美的磁流体动力学射流解。解决方案是质子和磁主导。双侧喷气发动机输送$\approx 1.2\times10^{-4} M_{\odot}/\rm{yr}$和$\approx 1.1\times10^{42}$ erg/sec,对中央发动机施加强约束。如果赤道上的垂直磁场是$\sim 1-3.5$ G(取决于位置),那么也产生事件视界望远镜(EHT)发射环的开普勒圆盘源可以提供能量和质量。帕克螺旋磁场,风或喷流的特点,是与观察到的EHT偏振模式。即使没有图像的射流连接的环,有人认为,这些情况是不巧合的,极化部分的EHT排放主要是射流排放在磁盘的顶层,是稀释的排放从底层的湍流盘。这是导致检测到的偏振水平相对较低的一个因素。
2021-11-01 astro-ph.GA astro-ph.HE
Investigating launching of black hole jets with the combined power of the EVN and the EHT
利用EVN和EHT的厘米/毫米波VLBI观测,研究3C84中心黑洞的磁场与吸积流,结合模拟分析喷流发射机制及不稳定性对喷流形状的影响。
2025-01-21 astro-ph.GA astro-ph.HE
Observational signatures of disk and jet misalignment in images of accreting black holes
黑洞吸积是自然界最有效的能量提取过程之一。当气体落入时,其引力结合能的很大一部分要么转化为辐射,要么以黑洞驱动的喷流和盘驱动的风的形式向外流动。最近,事件视界望远镜(EHT),一个地球大小的亚毫米射电干涉仪,捕获了M87的黑洞的第一张图像。利用旋转轴与黑洞自旋轴一致的吸积盘的广义相对论磁流体动力学模型对这些图像进行了分析和解释。然而,由于下落气体通常对黑洞自旋方向不敏感,因此吸积盘和黑洞自旋之间的不对准可能是自然界中常见的现象。在这项工作中,我们使用广义相对论辐射转移(GRRT)代码\texttt{BHOSS}计算的第一个合成的无线电图像(高度)倾斜磁盘/喷流模型产生的GPU加速GRMHD代码\texttt{HAMR}。虽然倾斜对系统动力学没有明显的影响,超过了黑洞的几十个引力半径,但盘和喷流的弯曲可以在较小尺度上在EHT图像中留下可观察到的特征。将我们的GRMHD模型的图像与M87的43 GHz和230 GHz EHT图像进行比较,我们发现M87可能具有倾斜的盘/喷流系统。此外,倾斜的磁盘和喷流显示显着的时间变化,在230 GHz的流量,可以进一步测试的持续时间较长的EHT观测M87。
2020-09-04 astro-ph.GA astro-ph.HE gr-qc
Horizon-scale variability of M87* from 2017--2021 EHT observations
本文比较EHT在2017、2018和2021年对M87*的230 GHz偏振成像,发现环直径稳定而亮度与偏振结构随时间变化,并首次约束环外喷流辐射。
2025-09-29 astro-ph.HE
The Event Horizon Telescope Image of the Quasar NRAO 530
我们报告了2017年4月5日至7日使用事件视界望远镜(EHT)对类星体NRAO 530的观测,当时NRAO 530被用作人马座A* EHT观测的校准器。在z=0.902时,这是迄今为止EHT成像的最远的物体。我们重建的第一个图像的源在230 GHz,在一个前所未有的角分辨率为$\sim$ 20 $μ$,无论是在总强度和线性偏振。我们不检测源的变化,使我们能够代表整个数据集与静态图像。这些图像揭示了位于喷流南端的明亮特征,我们将其与核心联系起来。该特征是线性偏振的,具有$\sim$ 5-8%的部分偏振,并且具有由两个分量组成的子结构。他们观测到的亮温表明喷流的能量密度受磁场的支配。射流沿着位置角PA $\sim -$ 28 $^\circ$延伸超过60 $μ$ as。它包括两个具有正交极化方向(电矢量位置角,EVPA)的特征,平行于和垂直于射流轴线,与射流中的磁场的螺旋结构一致。最外面的特征具有特别高的线性极化度,暗示几乎均匀的磁场。未来的EHT观测将探测$μ$上喷流结构的变化,同时进行多波长监测将深入了解高能发射源。
2023-02-09 astro-ph.GA astro-ph.HE
Rotation of the crescent image of M87* and polarization of its ESE hotspot
由事件视界望远镜(EHT)获得的黑洞(BH)M87* 的第一张图像具有从E到WSW位置角延伸的新月形状,具有暂定的“ESE热点”。假设BH自旋矢量与内吸积轴和kpc尺度相对论性喷流的投影方向一致,则ESE热点的位置与轴对称吸积流不一致.最近的偏振EHT图像的M87* 显示,ESE热点基本上是非偏振的,这有力地支持其独特的起源。如果热点发射是由于同步辐射,它的去偏振需要各向同性纠缠的磁场或额外的法拉第色散措施。2017年4月为期6天的EHT观测活动原则上允许探测到轨道运动推进高达60度。EHT新月图像主轴的视旋转速率与ALMA测量的法拉第校正偏振角的旋转速率一致。然而,逆时针(CCW)方向的旋转是相反的顺时针(CW)旋转的等离子体流所暗示的南北亮度不对称,这可能表明在M87的吸积是逆行。
2021-11-15 astro-ph.HE
Balanced Turbulence and the Helicity Barrier in Black Hole Accretion
本研究通过动力学电子加热模型,揭示螺旋度屏障在黑洞吸积中影响EHT观测,导致电子温度降低、喷流功率增加及β_2系数减小,并可能缓解建模与观测的差异。
2023-12-26 astro-ph.HE
First M87 Event Horizon Telescope Results. V. Physical Origin of the Asymmetric Ring
事件视界望远镜(EHT)以前所未有的角分辨率绘制了椭圆星系M87中心1.3毫米的致密射电源。在这里,我们考虑了2017年EHT数据中看到的不对称环的物理含义。为此,我们构建了一个大型库的模型的基础上,广义相对论磁流体动力学(GRMHD)模拟和合成图像产生的广义相对论射线追踪。我们比较观察到的vibrium与这个库,并确认不对称环是一致的,从黑洞事件视界附近的轨道运行的热等离子体的同步辐射的强引力透镜的早期预测。环的半径和环的不对称性分别取决于黑洞的质量和自旋,因此,在未来的EHT活动中,这两者都是稳定的。总的来说,观测到的图像与广义相对论预测的旋转克尔黑洞阴影的预期一致。如果黑洞的旋转和M87的大尺度喷流是一致的,那么黑洞的旋转矢量就指向远离地球的方向。我们的非旋转黑洞库中的模型与观测结果不一致,因为它们不能产生足够强大的喷流。与此同时,在那些产生足够强大的喷流的模型中,后者是通过类似于布兰德福德-兹纳杰克过程的机制提取黑洞自旋能量来提供动力的。我们简要地考虑替代黑洞的中央紧凑的对象。对现有的EHT偏振数据和在其他波长同时采集的数据进行分析,将很快使GRMHD模型的新测试成为可能,未来在230和345 GHz的EHT活动也将如此。
2019-06-26 astro-ph.GA astro-ph.HE gr-qc
Emission Modeling in the EHT-ngEHT Age
这项工作提出了一种方法来测试现象学激发的发射过程,占通量和偏振分布和全球结构的230 GHz的来源成像的事件视界望远镜(EHT):梅西耶(M)87* 和人马座(Sgr)A*。本文在广义相对论磁流体动力学(GRMHD)模拟中引入了一些新的模型,以弥合喷流/吸积流/黑洞(JAB)系统等离子体中高能粒子达到十亿度温度并发射同步辐射的机制在很大程度上的不确定性。然后,“观测”JAB系统方法对模拟进行分区,将不同的参数模型应用于受不同等离子体物理学影响的区域-这是一种方法上的进步,在这种方法中,一个参数化被用于从中心超大质量黑洞跨越数千个引力半径的模拟区域。我们提出了几类视角依赖的形态,并突出分段建模和正电子效应的签名-包括MAD/SANE二分法,其中极化图出现由MAD情况下的固有极化和SANE情况下的法拉第效应占主导地位。由此产生的图像库涵盖了广泛的形态,等待突破性的EHT仪器及其更灵敏,更高分辨率的下一代对应物ngEHT发现。
2022-11-12 astro-ph.GA astro-ph.HE
Bayesian Black Hole Photogrammetry
Harvard University(哈佛大学);Black Hole Initiative at Harvard University(哈佛黑洞倡议);Center for Astrophysics | Harvard & Smithsonian(天体物理中心 | 哈佛与史密森尼)
该研究提出了一种双锥吸积模型,用于分析EHT观测的黑洞图像,并通过贝叶斯推断确定质量-距离比和倾角的范围。
2024-05-08 astro-ph.HE
Polarization Imaging of M87 Jets by General Relativistic Radiative Transfer Calculation based on GRMHD Simulations
事件视界望远镜(EHT)拍摄的M87黑洞壮观图像开启了黑洞研究的新时代。接下来的问题之一是拍摄中心黑洞(BH)周围的偏振图像。由于射电辐射是由同步加速器过程产生的,偏振特性应该生动地反映喷流底部的磁场结构,从而提供关于喷流形成的磁性机制的良好信息。考虑到这一点,我们进行了广义相对论(GR)辐射转移计算的偏振光的基础上的GR磁流体动力学(MHD)模拟数据的吸积流和外流在M87,以获得其线和圆偏振图像的水平尺度。我们发现,从喷流基地和内部吸积流的线性偏振分量应经历法拉第旋转时,通过磁化等离子体周围的BH,从而敏感地依赖于BH的自旋。通过与EHT在1.3mm处的强度图像和亚毫米阵列在1.3mm处的偏振度和旋转度量(RM)的比较,自旋参数a=0.9M_BH(M_BH为BH质量)的模型优于其它a=0.5M_BH或0.99M_BH的模型,但需要进一步的系统研究来证实。我们还发现,在低温模型中的圆偏振图,这是由于法拉第转换的线偏振同步辐射,从而指示磁场清晰的环状图像。这只发生在发射区是穿线有序的磁场,因此没有清晰的图像,预计在高温磁盘模型,其中磁盘发射是可观的。我们将能够阐明通过模拟的偏振图像和未来的偏振与EHT和其他VLBI观测之间的比较场的配置。
2020-02-05 astro-ph.GA astro-ph.HE
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。
2016-10-11 astro-ph.HE
Multi-wavelength torus-jet model for Sgr~A*
上下文新一代引力仪和事件视界望远镜(EHT)将仔细研究银河系超大质量中心黑洞Sgr A* 周围吸积流的性质。因此,为这种流动开发快速、可靠和简单的模型是非常重要和及时的。目标。我们要考虑一个磁化的紧凑的环面和一个扩展的射流模型的静态发射的Sgr A* 从无线电到中红外。结果我们发现完美的光谱适合正面和侧面的意见。这些最佳拟合给出的参数值非常接近最近的数值模拟结果,这些数值模拟比我们的模型复杂得多。发现Sgr A* 的固有无线电尺寸与厘米观测约束合理一致。我们的最佳拟合红外光谱指数与最新的约束条件完全一致。我们在1.3 mm处的发射区域,虽然大于Doeleman等人(2008)高斯最佳拟合,但确实包含40微弧秒尺度的明亮特征。EHT重建图像显示,重建程序后,环面/射流特异性特征持续存在,并且这些特征对倾斜度敏感。结论.我们的模型的主要兴趣是给出一个简单而快速的模型的静止状态的Sgr A*,这给出了非常相似的结果相比,国家的最先进的数值模拟。我们的模型很容易使用,我们公布了所有必要的材料来重现我们的光谱和图像,因此任何感兴趣的人都可以直接使用我们的结果。我们希望这样一个公共工具可以在最近和不久的将来的重力和EHT结果的背景下是有用的。我们的模型可以特别容易地用于测试替代紧凑的对象模型,或替代重力理论。我们的模型的主要局限性是我们还没有处理X射线发射。
2019-02-04 astro-ph.HE gr-qc
Conditional Image Diffusion with Interferometric Closure Invariants: Independent EHT Imaging of Centaurus~A and 3C~279
Commonwealth Scientific and Industrial Research Organisation (CSIRO)(联邦科学与工业研究组织)
利用闭合不变量的生成深度学习方法实现EHT对Centaurus~A和3C~279的独立高分辨率成像,避免校准误差并提供稳健的结构分析。
2026-02-25 astro-ph.GA astro-ph.HE astro-ph.IM
The Power of Imaging: Constraining the Plasma Properties of GRMHD Simulations using EHT Observations of Sgr A*
广义相对论磁流体动力学模拟的最新进展扩展和提高了我们对黑洞吸积盘动力学的理解。然而,目前的模拟没有捕捉到电子在低密度吸积等离子体的热力学。这对从第一原理预测吸积流图像和光谱提出了重大挑战。正因为如此,简化的排放模型经常被使用,具有广泛不同的配置(例如,盘与喷流为主的排放),并能够解释观测到的光谱性质的吸积黑洞。然而,探索由这样的模型引入的大参数空间需要超过传统计算设施的显著计算能力。在本文中,我们使用GRay,一个快速的基于GPU的光线跟踪算法,在GPU集群El Gato,计算图像和光谱的一组六个广义相对论磁流体动力学模拟与不同的磁场配置和黑洞自旋。我们还采用了两种不同的参数模型的等离子体热力学在每个模拟。我们表明,如果只使用的光谱特性的Sgr A*,所有12个模型在这里测试可以同样很好地拟合光谱。然而,当结合使用事件视界望远镜测量发射的图像大小时,当前的观测排除了所有具有强漏斗发射的模型,因为漏斗通常非常延伸。我们的研究表明,具有视界尺度分辨率的吸积流图像为理解黑洞周围的吸积流及其热力学性质提供了一个强有力的工具。
2014-10-13 astro-ph.HE
Accretion Flow Morphology in Numerical Simulations of Black Holes from the ngEHT Model Library: The Impact of Radiation Physics
在过去的几年里,事件视界望远镜(EHT)提供了有史以来第一个超大质量黑洞(BH)(M87*)和人马座A $^*$(Sgr A*)的事件视界尺度图像。下一代EHT项目是EHT阵列的扩展,它承诺更大的角分辨率和更高的灵敏度,对中心环状结构周围的暗淡,扩展的通量,可能连接吸积流和喷流。ngEHT分析挑战旨在了解从合成图像和电影中提取的科学可提取性,以告知ngEHT阵列设计和分析算法开发。在这项工作中,我们比较了吸积流结构和动力学的数值流体模拟,专门针对M87* 和Sgr A*,并被用来构建源模型的挑战集。我们考虑了(1)一个稳态轴对称的辐射无效吸积流模型,(2)两个含时单流体广义相对论磁流体动力学(GRMHD)的H-AMR程序模拟,(3)一个双温GRMHD的BHAC程序模拟,(4)一个双温辐射GRMHD的KORAL程序模拟。我们发现,不同的模型表现出显着相似的时间和空间特性,除了电子温度,因为辐射损失大幅冷却电子附近的BH和喷流鞘,信号的重要性,即使是缓慢吸积BH,如M87*。我们限制自己的标准环面吸积流,并留下更大的探索替代吸积模型,以未来的工作。
2023-03-07 astro-ph.HE
First polarization study of the M87 jet and active galactic nuclei at submillimeter wavelengths with ALMA
本文利用ALMA在345 GHz对M87等射电强AGN进行首次亚毫米全偏振观测,发现高法拉第旋转量及M87喷流中的螺旋磁场结构,为EHT亚毫米VLBI成像提供关键校准约束。
2025-05-15 astro-ph.GA astro-ph.HE
Polarization images of accretion flow around supermassive black holes: imprints of toroidal field structure
事件视界望远镜(EHT)以前所未有的角分辨率,开启了黑洞的新时代。我们之前已经计算了M87* 的预期偏振图像,并考虑了EHT观测。在那里,我们证明了圆偏振(CP)图像,以及线偏振(LP)地图,可以传达相当有用的信息给我们,如流结构和磁场配置周围的黑洞。在本文中,我们提出了新的预测的情况下,磁盘排放占主导地位的喷流排放,铭记Sgr A*。在这里,我们设置盘组件的质子-电子温度比为Tp/Te $\sim$ 2,以抑制相对于吸积流的发射的喷流发射。结果,我们得到的环状图像和三叉图像周围的黑洞的正面和侧面的情况下,分别。我们还发现显着的CP组件中的图像($\gtrsim 10\%$的分数),无论是积极的和消极的迹象,通过法拉第转换放大,不敏感地依赖于倾角。此外,我们发现了一个“分界线”的CP图像中,CP的符号是反向的,LP通量是最明亮的,这可以归因于螺旋磁场结构的磁盘。这些结果表明,未来的全极化EHT图像是一个非常有用的磁场结构的示踪剂。我们还讨论了在何种程度上,我们将能够提取信息的磁场配置下,在星际等离子体中的散射,在未来的EHT偏振观测的Sgr A*。
2021-05-13 astro-ph.GA astro-ph.HE
Multifrequency Analysis of Favored Models for the Messier 87* Accretion Flow
本研究针对EHT优选的两个M87*磁阻盘模型开展多频段光线追踪,验证了低频偏振的浅层主导特性,指出热电子分布难以描述喷流辐射,并揭示不同自旋模型在光子环、偏振结构上的显著差异,为未来VLBI观测提供预测。
2024-07-13 astro-ph.HE
Low optical polarisation at the core of the optically-thin jet of M87
我们研究了M87核心和喷流在光学薄区的光学线偏振和圆偏振。观测是在2017年4月初事件视界望远镜(EHT)活动前两天获得的。在明亮的喷流结中检测到高度($\sim 20$百分比)的线性偏振(P $_{\rm lin}$),从中心分辨为$\sim 10\, \rm{arcsec}$到$23\, \rm{arcsec}$($1.8\, \rm{kpc}$),而核和内部喷流显示P $_{\rm lin} \lesssim 5$百分比。线性偏振的位置角从每个结到相邻的结移动$\sim 90$度,核心角垂直于第一个结。细胞核处于低活性水平(P $_{\rm lin} \sim 2$ - $3$百分比),未检测到HST-1的发射。在$3σ$水平P $_{\rm circ} \leq 1.5$ %以上的核或射流中均未检测到圆极化,从而排除了P $_{\rm lin}$转化为P $_{\rm circ}$的可能性。一个无序的磁场配置或沿不同方向的轴极化的未解决的结的混合可以解释低P $_{\rm lin}$。后者意味着一个较小的核心结的大小,符合目前的干涉观测。EHT旋光法可以在未来探测这种情况。对于光薄域,预期P $_{\rm lin}$和P $_{\rm circ}$随着频率的增加而急剧增加,高于转换点。这项工作描述了使用$λ/4$波片偏振计恢复四个斯托克斯参数的方法。
2020-06-16 astro-ph.GA astro-ph.HE
Unique probe of dark matter in the core of M87 with the Event Horizon Telescope
我们展示了前所未有的能力的事件视界望远镜(EHT)图像的最里面的暗物质配置文件附近的超大质量黑洞在M87射电星系的中心。我们提出了第一个模型的同步辐射诱导的暗物质湮灭从一个尖峰的轮廓在附近的超大质量黑洞,占强引力透镜效应。我们的研究结果表明,EHT应该很容易解决暗物质尖峰,如果存在。此外,在尖峰辐射中,围绕着黑洞轮廓的光子环清晰可见,这将可观察到的小尺度结构引入到信号中。我们发现,暗物质引起的发射提供了一个足够的适合现有的EHT数据,这意味着除了喷流,一个暗物质尖峰可能占相当大的一部分毫米发射从最里面的(subparsec)区域的M87。无论如何,我们的结果表明,EHT可以探测非常弱的湮灭暗物质。目前的EHT观测已经限制了非常小的截面,对于10 GeV的候选者,通常低至几个10^{-31} cm^{3} s^{-1},接近p波抑制湮灭的特征值。未来的EHT观测将进一步改善对DM情景的约束。
2018-01-30 astro-ph.CO astro-ph.GA astro-ph.HE
First M87 Event Horizon Telescope Results. II. Array and Instrumentation
事件视界望远镜(EHT)是一个甚长基线干涉测量(VLBI)阵列,由毫米和亚毫米波长望远镜组成,它们之间的距离相当于地球的直径。在~1.3 mm的标称工作波长下,EHT角分辨率(lambda/D)为~25微-as,这足以在对应于其事件视界的空间和时间尺度上分辨附近的超大质量黑洞候选者。有了这种能力,EHT的科学目标是探测强场区的广义相对论效应,并研究黑洞边界附近的吸积和相对论性喷流形成。在这封信中,我们描述了EHT的系统设计,详细说明了技术和仪器,使观测,并提供其性能的措施。满足EHT科学目标需要几个关键的发展,促进了VLBI技术的强大扩展到EHT观测波长和生产的仪器,可以部署在现有的望远镜和设施的异构阵列。为了满足灵敏度的要求,高带宽的数字系统被开发,处理数据的速率为64千兆位/秒,超过目前运行的厘米波长VLBI阵列的数量级以上。相关的改进包括在阵列设施开发定相系统,在几个地点安装新的接收器,以及部署氢脉泽频率标准,以确保整个阵列的数据采集一致。这些努力导致了2017年4月第一次全球EHT观测的协调和执行,以及M87中超大质量黑洞候选者的事件视界尺度成像。
2019-06-26 astro-ph.GA astro-ph.HE astro-ph.IM
Orientation of the crescent image of M 87*
由事件视界望远镜(EHT)获得的黑洞(BH)M 87* 的第一幅图像具有从E到WSW位置角延伸的新月形状,而观测到的大尺度喷流方向是WNW。基于BH吸积流的数值模拟的图像表明,平均而言,投影BH自旋轴应定向SSW。我们探索高度简化的玩具模型的几何分布和运动学的克尔度量中的发射区域,进行射线追踪计算相应的图像,并模拟他们的观察EHT计算相应的vibrium和关闭阶段。我们严格假定(1)BH自旋矢量固定在喷流轴上,(2)发射区相对于BH自旋是静止的和对称的,(3)发射率在局域静止系中是各向同性的。从SSE和WSW之间的新月形部门的排放可以很容易地解释在赤道环的圆形或暴跌测地线流量,无论BH自旋的值。在平面对称的极帽与暴跌测地线流的情况下,位于BH后面的帽的主导图像是敏感的发射器的角动量。在我们的模型的限制,我们还没有找到一个可行的解释所观察到的亮度的ESE部门。最有可能的是,ESE“热点”已产生的非稳态局部扰动的内部吸积流。或者,它可能是由局部各向异性的同步辐射率。EHT的多历元和偏振测量结果将是必不可少的,以验证理论上预期的BH自旋与大尺度喷流的对齐。
2021-02-26 astro-ph.HE gr-qc
Jets from SANE Super-Eddington Accretion Disks: Morphology, Spectra, and Their Potential as Targets for ngEHT
我们提出了广义相对论辐射磁流体动力学(GRRMHD)模拟的超爱丁顿吸积流周围的超大质量黑洞(SMBHs),这可能适用于潮汐破裂事件(TDEs)。我们进行长时间($t\geq81,200\, GM/c^3$)模拟,实现质量吸积率$\gtrsim 11$倍爱丁顿率,并产生热同步辐射光谱和图像的射流。射流达到最大速度$v/c \approx 0.5-0.9$,但密度加权流出速度为$\sim0.2-0.35c$。气体流动超过漏斗壁锥形膨胀,并驱动在射流头的强烈冲击,而沿射流轴的可变质量喷射的内部冲击和耗散的结果。对于$T_i/T_e=1$模型,射电/亚毫米波光谱在$>100$ GHz处达到峰值,并且亮度随着BH自旋而增加,在最亮的模型中超过了$\sim 10^{41} \, \rm{erg\, s^{-1}}$。发射对$T_i/T_e$非常敏感,因为当$T_i/T_e$接近20时,一些模型的峰值频率下降了一个数量级,其射电/亚毫米光度下降了四个数量级。假设最大VLBI基线距离为$10 \ {\rm{G}}λ$,$T_i/T_e=1$模型的230 GHz图像表明,喷射头可能足够明亮,以便在$5σ$显著性水平下,用$D\lesssim110$(180)Mpc的EHT(ngEHT)捕获其运动。解决内部冲击的发射需要$D\lesssim45$ Mpc用于EHT或ngEHT。每个模型中的5 GHz发…
2022-06-13 astro-ph.GA astro-ph.HE
On the Comparison of AGN with GRMHD Simulations: II. M87
本文比较M87视界尺度观测与GRMHD模拟,通过多种发射预设和等离子体成分,推断偏振发射规则,支持MAD和SANE模型,并指出未来EHT可探测等离子体成分。
2023-12-22 astro-ph.HE
Evolution, speed, and precession of the parsec-scale jet in the 3C 84 radio galaxy
本文基于BEAM-ME项目2010-2023年的121次观测,利用eht-imaging方法生成3C 84的43 GHz高分辨率图像,揭示了其秒差距尺度相对论性喷流的演化、速度变化和发射方向的不规则进动,并提供了十年来喷流运动学特性的定量测量。
2024-12-12 astro-ph.HE
The Photon Ring in M87*
我们通过对2017年事件视界望远镜(EHT)观测的同时建模和成像,报告了对引力透镜二次图像的测量结果-无限系列所谓的“光子环”中的第一个-围绕超大质量黑洞M87*。在2017年EHT观测活动的七天中,推断出的环大小保持不变,并且与理论预期一致,提供了明确的证据,证明这种测量探测时空,并对第一组EHT结果的基础模型进行了惊人的确认。残余的漫发射在相当于一周的时间尺度上演变。我们能够检测到具有高度意义的西南延伸与预期的一致,从基地的喷流,是迅速旋转的顺时针方向。这一结果进一步支持了通过Blandford-Znajek过程发射的具有黑洞自旋驱动外流的M87* 喷流的识别。我们提出了三个修订的估计M87* 的质量的基础上识别建模薄环组件与明亮的环状特征在模拟图像中看到的,其中之一是只有弱敏感的天体物理的发射区。所有三个估计数都与彼此和以前报告的值一致。我们最强的质量约束结合了来自环和扩散发射区的信息,这意味着质量与距离之比为$4.20^{+0.12}_{-0.06}~μ{\rm as}$,相应的黑洞质量为$(7.13\pm0.39)\times10^9M_\odot$,后者的误差现在由到M87* 的不确定距离所产生的系统不确定性所主导。
2022-08-18 astro-ph.HE
Prospects for Improving the Theoretical Uncertainty for Tests of General Relativity with the EHT
University of Wisconsin–Milwaukee(威斯康星大学密尔沃基分校);Princeton University(普林斯顿大学);Institute for Advanced Study(高等研究院);Georgia Institute of Technology(佐治亚理工学院)
通过模拟黑洞图像校准亮环与阴影的关系,提出观测、成像技术和物理约束可显著降低理论不确定性,从而提升广义相对论检验精度。
2026-07-01 astro-ph.HE gr-qc
Probing Axions with Relativistic Jet Polarimetry
Rice University(莱斯大学);Black Hole Initiative at Harvard University(哈佛黑洞倡议项目);Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics(哈佛-史密森尼天体物理中心);University of Texas at San Antonio(德克萨斯大学圣安东尼奥分校)
利用M87喷流偏振度探测轴子,通过分析轴子-光子耦合引起的双折射效应,研究不同轴子质量对喷流偏振角旋转的影响。
2026-03-03 astro-ph.CO astro-ph.HE gr-qc
Principal-Component Interferometric Modeling (PRIMO), an Algorithm for EHT Data I: Reconstructing Images from Simulated EHT Observations
事件视界望远镜(EHT)的稀疏干涉覆盖对黑洞图像的重建和模型拟合提出了重大挑战。PRIMO是一种新的基于主成分分析的图像重建算法,它使用高保真广义相对论,低光度吸积流的磁流体动力学模拟的结果作为训练集。这允许重建既与干涉测量数据一致又存在于模拟所跨越的图像空间中的图像。PRIMO遵循蒙特卡罗马尔可夫链,以拟合来自模拟图像集合的主成分的线性组合到干涉测量数据。我们表明,PRIMO可以有效地和准确地重建合成EHT数据集的几个模拟图像,即使当模拟参数是显着不同的图像集成,用于生成的主成分。所得到的重建实现的分辨率是一致的阵列的性能,并不引入显着的偏差,如发射环的直径的图像特征。
2022-12-16 astro-ph.HE astro-ph.IM
Positron Effects on Polarized Images and Spectra from Jet and Accretion Flow Models of M87* and Sgr A*
我们研究了在发射等离子体中包括非零的正电子-电子分数对M87* 和Sgr A* 近地平线发射的射流和吸积流模型的极化SED和亚毫米图像的影响。对于M87*,我们考虑一个半解析适合的广义相对论磁流体动力学射流模拟,我们填充幂律轻子与恒定的电子-磁压力比的无力等离子体区域。对于Sgr A*,我们考虑一个标准的自相似辐射效率低的吸积流,其中的排放主要是从热轻子与一小部分的幂律尾。在这两个模型中,我们固定的正电子-电子比在整个发射区。我们使用广义相对论射线追踪和GRTRANS的辐射转移从我们的模型产生偏振图像和光谱。我们发现,大量的正电子分数降低了圆偏振分数在红外和更高的频率。然而,在亚毫米图像中,由于法拉第转换的强烈影响,较高的正电子分数增加极化分数。我们发现一个M87* 喷流模型,最好地匹配可用的宽带总强度和230 GHz的极化数据是一个次均分,与正电子分数的$\simeq$ 10%。我们表明,喷流模型与显着的正电子分数不满足极化约束在230 GHz的事件视界望远镜(EHT)。Sgr A* 模型显示出类似的趋势,在他们的极化分数增加对分数。这两个模型都表明,分辨的极化EHT图像对于限制M87* 和Sgr A* 在230 GHz发射区域对的存在是有用的。
2021-09-22 astro-ph.CO astro-ph.GA astro-ph.HE
GRMHD simulations of visibility amplitude variability for Event Horizon Telescope images of Sgr A*
利用事件视界望远镜(EHT)对银河系中心的黑洞Sgr A* 进行合成成像,是基于静止像的假设。我们探索这种假设的局限性,使用高节奏GRMHD模拟的Sgr A*。我们采用分析模型,捕捉图像的基本特征,以了解模拟能见度振幅的变化的起源。我们发现,在所有的模拟中,垂直于黑洞的自旋轴取向的基线的可见度振幅通常在与EHT的基线长度相当的基线长度上平滑地减小。另一方面,平行于自旋轴的基线的可见度振幅显示出具有一个或多个极小值的显著结构。这表明,用几何模型拟合EHT观测结果将导致相当准确地确定黑洞在天空平面上的方向。然而,在磁盘占主导地位的模式,在能见度振幅的最小值的位置和深度主要取决于新月状图像的宽度和不对称性,是高度可变的。在喷流主导模型中,极小值的位置由两个图像分量的分离确定,但它们的深度主要取决于两个分量的相对亮度,并且也是可变的。这表明,使用与时间无关的模型来推断额外的黑洞参数,如阴影大小或自旋幅度,将受到吸积流的变化的严重影响。
2018-08-06 astro-ph.HE
Mid-Range Science Objectives for the Event Horizon Telescope
本文提出事件视界望远镜未来五年的科学框架,围绕四个基本问题优化数据分析和设施升级,旨在通过动态影像、偏振成像等技术深化对M87*和Sgr A*黑洞物理、喷流及时空性质的研究。
2024-10-03 astro-ph.GA astro-ph.HE
Locating the missing large-scale emission in the jet of M87* with short EHT baselines
University of Arizona(亚利桑那大学);Black Hole Initiative at Harvard University(哈佛大学黑洞倡议);Canadian Institute for Theoretical Astrophysics, University of Toronto(多伦多大学加拿大理论天体物理研究所);Max-Planck-Institut für Radioastronomie(马克斯·普朗克射电天文研究所);Radboud University(拉德堡德大学);Kyung Hee University(庆熙大学)
利用短EHT基线技术探测M87*喷流中大尺度发射分布,通过图像矩测量验证了源质心位置与喷流观测一致性。
2026-01-19 astro-ph.HE astro-ph.IM
First M87 Event Horizon Telescope Results. VIII. Magnetic Field Structure near The Event Horizon
事件视界望远镜(EHT)在230 GHz的观测现在已经在事件视界尺度上成像了M87中超大质量黑洞周围的偏振发射。这种偏振的同步辐射探测了黑洞附近磁场的结构和等离子体的性质。在这里,我们比较解决的极化结构观察到的EHT,同时未解决的意见与阿塔卡马大型毫米/亚毫米阵列,从理论模型的预期。在解决的图像中的低分数线偏振表明,偏振被打乱的尺度小于EHT光束,我们归因于法拉第旋转内部的发射区域。在一个简单的单区发射模型中,我们估计了辐射等离子体的平均密度n_e为10^4-7 cm-3量级,磁场强度B为1-30 G量级,电子温度Te为(1-12)× 10^10 K量级。我们表明,净方位线极化图案可能会导致从有组织的,极向磁场在发射区。在定量比较与一个大型图书馆的模拟极化图像从广义相对论磁流体动力学(GRMHD)模拟,我们确定了一个子集的物理模型,可以解释的极化EHT观测的关键功能,同时产生足够的功率相对论性喷流。一致的GRMHD模型都是磁吸积盘,其中近视界磁场是动力学上重要的。我们利用这些模型推断出M87黑洞的质量吸积速率为(3-20)× 10^-4 Msun yr-1。
2021-05-05 astro-ph.GA astro-ph.HE
Photon Ring Symmetries in Simulated Linear Polarization Images of Messier 87*
事件视界望远镜(EHT)最近发布了第一张关于超大质量黑洞Messier 87*(以下简称\m{})周围吸积流的线偏振图像。在EHT图像中发现的螺旋偏振模式有利于磁制动盘(MAD)作为EHT图像的解释。随着下一代甚长基线干涉测量(VLBI)的改进,理解被称为“光子环”的高度透镜结构中的类似偏振特征,光子在到达观察者之前围绕黑洞进行多个半轨道,这对分析未来的图像至关重要。最近的工作表明,相对于更直接的发射,这个图像区域可能是去偏振的。我们通过分解\m{}吸积系统EHT模拟图像库中的光子半轨道来扩展这一观察,发现MAD模拟图像显示光子环的相对去极化归因于相反螺旋电场矢量的相消干涉;这种反对称性,纯粹是由强引力透镜引起的,可以在光子环区域中相对于直接图像产生高达${\sim}50\%$的去偏振。在系统中,没有磁逮捕,并与高自旋和离子和电子的相同温度的系统除外,我们发现,高度透镜的间接子图像几乎完全去极化,造成适度的去极化的光子环区域在完整的图像。我们预测,下一代EHT观测\m{}极化应共同约束黑洞自旋和底层的发射和磁场几何。
2022-03-02 astro-ph.HE
Probing the details of relativistic electrons with multifrequency observations of M87 black hole
Radboud University(拉德堡德大学)
本文基于EHT 2026年多频观测计划,通过EBHLIGHT和IPOLE模拟预测M87*谱指数图,研究电子分布模型和自旋对时间变异性的影响,并与观测对比约束参数。
2026-09-11 astro-ph.HE
Bayesian Accretion Modeling: Axisymmetric Equatorial Emission in the Kerr Spacetime
事件视界望远镜(EHT)已经拍摄到两个超大质量黑洞的图像,它们是梅西耶~87*(M 87*)和人马座~A*(Sgr A*)。EHT合作使用这些图像间接约束黑洞参数校准测量的天空平面发射形态的图像的广义相对论磁流体动力学(GRMHD)模拟。在这里,我们开发了一个模型,直接约束的黑洞的质量,自旋和倾斜,通过签名的透镜,红移,和帧拖动,同时边缘化的未知吸积和发射性能。通过假设黑洞附近的光学薄,轴对称,赤道发射,我们的模型获得的数量级的速度比类似的方法,需要辐射转移。使用2017 EHT M 87* 基线覆盖,我们使用模型本身的拟合来表明数据不足以证明光子环的存在。然后,我们调查时间平均GRMHD模拟拟合EHT样的数据,并发现我们的模型是最适合拟合磁制动盘,这是M 87* 和Sgr A* 的模拟的青睐类。对于这些模拟,最佳拟合模型参数在真实质量的${\sim}10\%$内,并且在倾角的${\sim}10^\circ$内。在2017年EHT覆盖率和振幅的1\%分数不确定性下,自旋不受约束。自旋轴位置角的精确推断强烈依赖于自旋和电子温度。我们的研究结果表明,直接约束黑洞时空的干涉数据的承诺,但他们也表明,几乎相同的图像允许大的差异,黑洞属性,突出等离子体属性,时空之间的退化,最关键的是,未知的发射几何形状时,研究透镜吸积流图像在一个单一的频率。
2022-10-13 astro-ph.HE
Ring Position Angles and Spin in M87* and Sgr A*
University of Illinois at Urbana-Champaign(伊利诺伊大学厄巴纳-香槟分校);University of Arizona(亚利桑那大学);Harvard University(哈佛大学)
利用GRMHD模型研究M87*和Sgr A*的环亮度不对称位置角PA1,发现高自旋时PA1指向黑洞接近侧,可约束自旋大小和方向,并预测EHT未来观测可区分顺行/逆行自旋。
2026-10-02 astro-ph.HE
Localizing Sagittarius A* and M87 on Microarcsecond Scales with Millimeter VLBI
随着事件视界望远镜(EHT)的出现,一种毫米/亚毫米甚长基线干涉仪(VLBI),它已经成为可能的图像与亚地平线分辨率的少数黑洞。然而,当不使用外部相位参考时,由于缺乏绝对相位信息,这些图像不会转换为微弧秒绝对位置。由于这些波长的大气相干时间很短,光源和相位参考之间的点头是不切实际的。然而,在这里,我们提出了一个替代方案,它利用的事实,即许多VLBI站内的EHT阵列在自己的权利。有了这个,我们表明,它应该是可能的绝对位置的超大质量黑洞在银河系中心(Sgr A*)和M87相对于附近的对象的精度约为1微弧秒。这是足以检测的扰动,以Sgr A* 的位置所造成的相互作用与恒星和恒星质量的黑洞在银河系的尖点上的一年的时间尺度,并严重限制天体物理相关的参数空间的轨道中等质量的黑洞,牵连在一些机制,产生年轻的大质量恒星在银河系中心。对于M87,它允许记录毫米图像,其中黑洞可以通过其轮廓与附近的发射来识别,以及现有的更大尺度的无线电图像,消除了无线电核心和倾斜度,开口角度和无线电喷流源的性质的模糊性。
2011-04-15 astro-ph.HE
How Spatially Resolved Polarimetry Informs Black Hole Accretion Flow Models
事件视界望远镜(EHT)合作已经成功地制作了两个超大质量黑洞的图像,使黑洞及其吸积流在视界尺度上的新测试成为可能。到目前为止,EHT已经发布了总强度和线性偏振图像,而即将发布的图像可能包括圆偏振,旋转测量和光谱指数,其中每一个都揭示了等离子体和时空的不同方面。下一代EHT(ngEHT)将通过更宽的记录带宽和额外的台站大大增强这些研究,从而提高信噪比,动态范围的数量级改善,多频率观测和水平尺度电影。在本文中,我们将回顾这些不同的可观测量如何告知我们等离子体和时空的基本性质,并讨论为什么极化研究非常适合稀疏,长基线覆盖的测量。
2022-11-07 astro-ph.HE
Reproducibility of the First Image of a Black Hole in the Galaxy M87 from the Event Horizon Telescope (EHT) Collaboration
本文提出了一个跨学科的努力,旨在开发和共享必要的分析,理解和使用已发表的科学成果,以提高多信使天体物理学的可重复性可持续的知识。具体来说,我们的目标是与生成第一个黑洞图像相关的突破性工作,称为M87。这幅图像是由事件视界望远镜合作组织计算出来的。基于EHT提供的工件,我们提供文档,代码和计算环境来重现黑洞的第一张图像。我们的交付成果通过提供所有必要的工具来推广EHT用例中的方法和发现,从而支持多信使天体物理学的新发现。报告了EHT结果重现性过程中遇到的挑战。我们努力的结果是一个开源的,集装箱化的软件包,使公众能够重现星系M87中黑洞的第一张图像。
2022-05-20 astro-ph.HE astro-ph.IM cs.DC
Multi-frequency Black Hole Imaging for the Next-Generation Event Horizon Telescope
事件视界望远镜(EHT)已经产生了Sgr A* 和M87* 中超大质量黑洞周围等离子体流的图像,其分辨率与其事件视界的投影大小相当。下一代事件视界望远镜(ngEHT)的观测将大大改善傅立叶平面覆盖范围,并将在多个频带(86、230和345 GHz)进行,每个频带都有很宽的带宽。在这些频率下,Sgr A* 和M87* 都从光学薄过渡到光学厚。这些超大质量黑洞源的近视界和喷气发射区的分辨谱指数图可以约束发射等离子体在单频图像中退化的性质。此外,结合在多个频率获得的数据的信息是一个强大的工具,干涉图像重建,因为在单频观测空间尺度的差距可以填补与来自其他频率的信息。在这里,我们提出了一种新的方法,同时重建在多个频率的干涉图像及其光谱索引图。该方法基于现有的正则化极大似然(RML)方法,通常用于EHT成像,并在eht-imaging Python软件库中实现。我们展示了这种方法的模拟ngEHT数据集,以及从VLBA和ALMA的实际数据上的结果。这些例子表明,同时RML多频率图像重建产生更高的质量和更科学有用的结果比可能从组合独立的图像重建在每个频率。
2023-02-09 astro-ph.HE astro-ph.IM
Can the EHT M87 results be used to test general relativity?
不,所有理论预测的观测外观的吸积超大质量黑洞,通过干涉测量的稀疏地球大小的阵列在目前的观测频率,是敏感的吸积流和发射物理的许多未经检验的假设。没有办法区分违反广义相对论(GR)和相关的“胃物理学”假设根本不成立的更可能的情况。GR的测试将成为可能与更长的干涉基线(可能需要一个空间任务),达到的分辨率,天体物理学独立的理论预测成为可观察的。
2020-10-16 astro-ph.GA astro-ph.HE gr-qc
Rotation in Event Horizon Telescope Movies
本文提出用自相关技术从EHT影片中测量黑洞吸积流模式速度,预测Sgr A*的旋转速率约为每$GMc^{-3}$转1°,并指出该方法可约束黑洞倾角、自旋和质量。
2023-07-10 astro-ph.HE