自适应光线追踪在分析黑洞结构中的作用
高能天体物理现象
2021-05-13 v2 天体物理仪器与方法
摘要
事件视界望远镜(EHT)近期的问世使超大质量黑洞的直接成像成为现实。通过广义相对论光线追踪与辐射转移产生的黑洞模拟图像,为这些观测工作提供了关键对应。黑洞图像具有范围广泛且物理上有趣的影像结构,从其透镜化“光子环”的极精细尺度,到其相对论性喷流的非常大尺度。因此,黑洞系统的多尺度特性适合于一种多尺度方法来生成捕捉系统所有关键要素的模拟图像。在此,我们提出一种自适应光线追踪的方案,其能高效计算极高分辨率的黑洞图像。使用偏振光线追踪代码ipole,我们对半解析与GRMHD模型的组合进行成像,并表明即使在追踪少12倍光线的情况下,图像也能以小于0.1%的均方误差被复现。随后我们利用自适应光线追踪探究光子环的性质。我们阐明了GRMHD模拟中各个子环的行为,并探索了它们在干涉可见度中的特征。
引用
@article{arxiv.2103.07417,
title = {The Role of Adaptive Ray Tracing in Analyzing Black Hole Structure},
author = {Z. Gelles and B. S. Prather and D. C. M. Palumbo and M. D. Johnson and G. N. Wong and B. Georgiev},
journal= {arXiv preprint arXiv:2103.07417},
year = {2021}
}
备注
17 pages, 12 figures. Published in ApJ on May 3, 2021