Interferometric Phase in Measuring Black Hole Photon Rings: The Role of Interferometric Phase

事件视界望远镜（EHT）首次捕捉了黑洞图像，采用非常长基干干涉测量（VLBI）。在不久的将来，诸如黑洞探索者（BHEX）等 EHT 的扩展将允许获取更细尺度特征，例如黑洞的“光子环”。在克尔时空中，这一图像结构源于黑洞附近的强引力透镜，导致每个辐射区呈指数级收敛至限制性临界曲线的一系列日益削弱的镜像。异域黑洞替代方案（如虫洞）可引入额外的光子环。因此，精确表征多环图像是测量黑洞参数（如自旋）以及探索非克尔时空的有前景的途径。本文我们使用一系列 1）简单几何玩具模型、2）合成 BHEX 和 EHT 对几何模型的观测、3）采用射线追迹在克尔时空中进行的半解析吸积模型，来检视多环系统的干涉响应。我们发现干涉幅值对光子环的形状更为敏感，而干涉相位对其位移更为敏感，位移对黑洞自旋最为敏感。我们发现对于类似 M87* 的模型，第一幅强透镜镜像与弱透镜直接镜像的相对位移约为 $1\,\mu {\rm as}$ 每单位无量纲自旋，在 25 G$\lambda$ 基线上预期的相位信号约为 $\sim44^\circ$ 每单位自旋。