基于极化测量的超大质量黑洞旋转参数约束：等距盘模型

Event Horizon Telescope已发布了超大质量黑洞M87*和Sgr A*吸积盘的偏振图像。随着更多图像的生成，我们对近事件视界附近平均偏振发射的理解不断提高。本文采用针对Kerr黑洞近事件视界的准均匀、等距发射的半分析模型，研究旋转参数约束如何从平均极化螺旋角度的测量中得益。我们聚焦于M87*的情况，探讨直接、弱偏转图像螺旋与强偏转间接图像螺旋之间的耦合方式，以及精确测量两者如何提供强大的旋转参数探针。我们发现，旋转参数会使直接和间接图像的极化方向相互扭曲。通过对模型参数进行网格搜索，我们发现结果旋转参数约束对近视界的等离子体属性具有强烈依赖性。网格约束表明，在吸积盘的合理假设下，对直接和间接图像螺旋棱角角度测量精度达到±5°，可获得无量纲旋转幅度测量不确定度σ_{|a_*|}≈0.25，但否则仅提供弱约束；误差为1°时可达σ_{|a_*|}≈0.15。我们也发现，旋转度量良好地显著改善旋转测量。假设等向速度和磁场方向相反，我们发现观察到的M87*极化图案偏好具有强径向速度分量的模型，这些模型接近未来旋转测量的最优状态。