从视界到无穷远的稳态GRMHD喷流的偏振结构

我们开发了一个用于稳态、轴对称GRMHD喷流的半解析框架，该框架可以在广泛的参数空间内，从近视界区域到约$10^5\,r_g$，高效地生成分辨的偏振图像，从而能够快速探索引力和磁流体动力学流如何将尺度相关的特征印记在喷流形态和偏振上。我们确定了偏振诊断中一个新的尺度相关分离。在光子环之外，等离子体加载通过惯性驱动的磁场缠绕，强烈修改了积分喷流层发射的偏振角轮廓。在大像平面半径处，偏振角遵循半径的幂律，其指数由喷流准直轮廓决定。相比之下，在视界附近，喷流收敛到一个仅由黑洞自旋控制的普适偏振模式。这种收敛是分层的：速度和磁场结构的差异首先被抹去，而依赖于准直的差异则持续到更小的半径，从而允许这些效应被解开。这些结果建立了一个 largely 消色差的偏振诊断，将GRMHD喷流动力学与分辨的图像结构联系起来，对高分辨率偏振测量以及约束黑洞自旋和喷流形成具有直接影响。