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揭示M87*吸积流动:来自法拉第旋转的洞察

高能天体物理现象 2025-04-21 v1

摘要

法拉第旋转测量(RM)是追踪热吸积流中电子数密度和磁场的常用工具,尤其适用于低亮度吸积的超大质量黑洞。我们聚焦于M87的核区,该区域于2019年被事件视界望远镜在230 GHz(1.3 mm)观察。仍不清楚该辐射来自吸积流、喷流基座,还是两者兼而有之。为探索吸积流的存在,我们考察反喷流可见于43 GHz(7 mm)的线性偏振辐射被吸积流法拉第旋转的情形。我们使用解析和数值模型计算反喷流偏振的理论预测。在所有情况下,我们发现43 GHz(7 mm)处存在法拉第厚的流动,RM ~ 10^6 rad m^{-2},偏振角随波长平方成线性关系,符合外部法拉第旋转。包括湍流和磁场波动的更真实模型预测,偏振图案应随时间变化,由于吸积流中法拉第深度波动,反喷流辐射会出现消极化。尽管处于法拉第厚 regime且存在强烈消极化,线性关系仍然存在,这使我们能够约束流动的物理属性。比较反喷流和正喷流的线性偏振状态应能够检测M87的吸积流并给出电子密度、磁场强度和质量吸积率的下限。

关键词

引用

@article{arxiv.2504.13304,
  title  = {Revealing the Accretion Flow in M87*: Insights from Faraday Rotation},
  author = {Constanza Echiburú-Trujillo and Jason Dexter},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2504.13304},
  year   = {2025}
}

备注

Accepted for publication in ApJ