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通过极化翻转调查超大质量黑洞周围非热电子

高能天体物理现象 2024-09-04 v1 星系天体物理

摘要

非热同步辐射源显著产生的线性极化向量在观察者屏幕上与投影磁场线平行,尽管在众所周知的准热同步情况下则呈垂直方向。为阐明这些向量与场之间的复杂关系,并调查非热电子的能量与空间分布,我们在亚毫米波长下进行极化辐射传递计算。该计算基于半解析的力矩自由喷流模型,其中包含以幂律能量分布的非热电子。在计算图像中,我们发现位于黑洞附近反向 (远离) 喷流基座处的线性极化 (LP) 向量发生 9090^\circ 翻转,这是由于同步自吸收效应导致的光学深度较大所致。高频下的光子环上也可见到 LP 向量的 9090^\circ 翻转,因为由于光线弯曲效应,沿射线的光学深度较大。在此基础上,我们还在反向喷流和光子环上观察到圆极化 (CP) 分量的符号翻转。进一步地,我们表明这些极化翻转与谱索引图中较大的值相结合,并在 Faraday 旋转测量 (RM) 图中引发显著特征。由于翻转条件取决于磁场强度与配置以及电子能量分布,因此我们可以期待这些极化翻转将为观察黑洞附近非热电子的存在提供证据,并为等离子体喷流的磁驱动机制提供线索。

关键词

引用

@article{arxiv.2409.00171,
  title  = {Survey of Non-thermal Electron around Supermassive Black Holes through Polarization Flips},
  author = {Yuh Tsunetoe and Tomohisa Kawashima and Ken Ohsuga and Shin Mineshige},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2409.00171},
  year   = {2024}
}

备注

22 pages, 16 figures. Accepted for publication in PASJ