来自各向异性非热电子M87的临边增亮喷流

甚长基线干涉测量观测揭示，像M87中的相对论性喷流具有临边增亮的双边缘结构。解析和数值模型难以重现这种临边增亮现象。我们提出一个模型，其中我们假设同步辐射非热电子的分布函数存在各向异性，即电子速度优先指向平行于磁场线的方向，这正如最近的粒子模拟（PIC）对电子加速和同步辐射冷却效应的研究所表明的那样。我们假设注入非热电子的能量与喷流的坡印廷通量成正比，并通过一个截断幂律能量分布来考虑同步辐射冷却。我们在广义相对论磁流体动力学（GRMHD）模拟和轴对称无力电动力学（GRFFE）喷流模型中实现了我们的辐射模型，并利用偏振广义相对论辐射转移生成了多尺度、多频率的模拟喷流图像。我们发现，同步辐射集中平行于局域螺旋磁场，这一特征在M87中产生了从几十微角秒到几百毫角秒尺度上的临边增亮喷流图像。我们提出了在230和345 GHz频率下M87视界尺度喷流图像的理论预测，这些预测可以通过下一代仪器进行检验。由于GRMHD和GRFFE模型的尺度不变性，我们的辐射方案可以应用于其他目标，并作为统一描述河外喷流临边增亮同步辐射图像的基础。