基于落入气体云的时域 VLBI 观测的黑洞自旋测量
高能天体物理现象
2020-01-08 v1
摘要
黑洞时空由广义相对论描述,并由两个量表征:黑洞质量和自旋。黑洞自旋测量需要来自事件视界附近的信息,对于银河系中心人马座 A* (SgrA*) 和邻近射电星系 M87,这可以通过事件视界望远镜 (EHT) 的甚长基线干涉测量 (VLBI) 观测在空间上分辨。在本文中,我们模拟了气体云间歇落向黑洞的 EHT 观测,并基于其相对论性流量变化构建了一种自旋测量方法。落入气体云的光变曲线由直接到达遥远观测者的光子形成的峰值,以及绕黑洞旋转多于一圈后到达观测者的次级光子形成的峰值组成。峰值间的时间间隔由光子圆轨道附近的光子旋转周期决定,该周期唯一依赖于自旋。我们在更现实的情境下对 SgrA* 进行了合成 EHT 观测:多个气体云以不同初始参数间歇落向黑洞。即使对于这种情况,黑洞自旋依赖性在相关流量密度中仍可探测,这些流量密度通过具有冗余站点的站点间基线被精确校准。合成观测表明,我们的方法可应用于自 2017 年 4 月以来的 Sgr A* 的 EHT 观测。
引用
@article{arxiv.1910.10713,
title = {Black hole Spin Measurement Based on Time-domain VLBI Observations of Infalling Gas Cloud},
author = {Kotaro Moriyama and Shin Mineshige and Mareki Honma and Kazunori Akiyama},
journal= {arXiv preprint arXiv:1910.10713},
year = {2020}
}
备注
19 pages, 15 figures, accepted in ApJ