利用单基线偏振测量证明光子环的存在

超大质量黑洞吸积流的图像包含弯曲时空与等离子体结构的特征。从图像推断时空性质需要对等离子体性质建模，反之亦然。事件视界望远镜合作组利用甚长基线干涉测量（VLBI）对梅西耶 87*（M87*）与人马座 A*（Sgr A*）的近地平线毫米波辐射进行了成像，并在两种情形下均发现倾向于磁 arrested 盘（MAD）吸积。MAD 吸积使得通过未来对光子环（由近轨道光子构成的图像特征）的观测来实现时空测量成为可能。MAD 的有序磁场与相对较弱的法拉第旋转在适中倾角下观测时产生旋转对称的偏振。在本快报中，我们利用该对称性及平行移动对称性，构造了一个增益稳健的干涉量，用于探测弱透镜吸积流图像与强透镜光子环之间的转变。我们预言了长基线上的偏振相位偏移，并证明 M87* 与 Sgr A* 中的光子环可通过灵敏的长基线测量被明确探测到。对于 M87*，我们发现快照观测中的光子环探测需要在 230 GHz 及以上频率、>15 Gλ 基线上达到约 1 mJy 的灵敏度，这可通过空间 VLBI 或更高频率地基 VLBI 实现。对于 Sgr A*，我们发现星际散射在 230 GHz 抑制了光子环可探测性，但在 345 GHz、>12 Gλ 基线上约 10 mJy 的灵敏度即足够，这可由地基实现。对两个源而言，这些灵敏度要求可通过重复观测与平均而放宽。