人马座 A* 事件视界望远镜首批结果 IV：变异性、形态与黑洞质量

在本文中，我们量化了 Sgr A* 视界尺度发射的时变性和图像形态，该发射由 EHT 于 2017 年 4 月在 1.3 mm 波长观测。我们发现 Sgr A* 数据表现出的变异性超出数据不确定性或星际散射效应所能解释的范围。该变异性的幅度可占相关通量密度的很大一部分，在某些基线上达到 $\sim$100\%。通过对简单几何源模型的探索，我们证明环状形态比其他复杂度相当的形貌更能拟合 Sgr A* 数据。我们开发了两种将静态几何环模型拟合到时变 Sgr A* 数据的策略：一种策略将模型拟合到源为静态的短数据段并平均这些独立拟合，另一种则使用围绕平均源结构的结构变异性功率谱参数化模型拟合整个数据集。几何建模与图像域特征提取技术均确定环直径为 $51.8 \pm 2.3$ $\mu$as（68\% 可信区间），环厚度被限制为环直径的 FWHM 介于 $\sim$30\% 与 50\% 之间。为将直径测量值归一到共同物理尺度，我们使用 GRMHD 模拟生成的合成数据对其进行校准。该校准将引力半径的角尺寸限制为 $4.8_{-0.7}^{+1.4}$ \mathrm{\mu as}，我们将其与来自脉泽视差的独立距离测量结合，确定 Sgr A* 的质量为 $4.0_{-0.6}^{+1.1} \times 10^6$ M$_{\odot}$。