M87 喷流发射区中的慢光效应

我们探讨了“慢光”辐射转移——即广义相对论辐射转移（GRRT）计算中，模拟流体在光线传播过程中演化——在 M87 喷流的广义相对论磁流体动力学（GRMHD）模型中的影响。由于喷流发射区中的等离子体被加速到相对论速度，并且 M87 中的喷流几乎与视线方向对齐（偏移约 17 度），慢光处理对于精确模拟可观测结构非常重要。虽然快光图像在喷流中表现出突出的螺旋或环状特征——我们将其与狭窄的磁场线束联系起来——但这些特征在慢光图像中会被拉伸和平滑。相反，我们的慢光图像表现出双刃、锥状的形态，与 M87 的观测结果相比相应的快光图像更为一致。我们发现，等离子体从亚相对论速度过渡到相对论速度的半径通过从黑洞附近小距离处的环主导过渡到更大距离处的边缘主导而印刻在慢光图像上，对于较低的黑洞自旋，环-边缘过渡发生在更大的距离处。喷流图像动力学也随黑洞自旋变化，低自旋模型产生的喷流表现出显著的“摆动”，而高自旋模型产生的喷流更直且随时间更稳定。自旋相关的喷流形态和变率通过慢光成像得以揭示，因为随着等离子体速度变得更加相对论化，慢光效应变得更加显著，并且等离子体加速本身也是自旋的强函数。