从偏振图确定相对论性喷流的成分

我们提出了一个基于相对论磁流体动力学模拟中无力区域的、稳态、轴对称、自相似的半解析磁主导喷流等离子体模型。我们使用此模型来说明如何确定相对论性喷流等离子体的成分，并特别关注M87的例子。具体而言，我们使用同步辐射发射模型，将观测频率处发射的电子和正电子的分压与磁压进行标度，并考虑法拉第旋转和转换，计算了具有不同正电子-质子比的e-e+p等离子体中的合成斯托克斯图。轻子主导的模型产生双侧不对称的射电强度轮廓，具有强线偏振，以及分别呈双侧不对称（但上下强相关）和反对称（有时上下反相关）的斯托克斯Q和U图。强子模型产生更中心增亮的强度和偏振图。圆偏振为区分等离子体提供了最清晰的观测工具，因为对于高度离子化的等离子体，它从喷流核心和中心轴向外增加，而对于对主导的等离子体则受到抑制。我们发现，对于亚能量均分的强子喷流等离子体，可测量的圆偏振度V/I为O(10e-3)量级。我们的稳态模型预测，强度归一化的Q和U自相关函数分别随频率增加和减少。另一方面，V的自相关对频率不太敏感。因此，多波段偏振观测可作为一种探测喷流等离子体成分的新方法。