Sondando os detalhes dos elétrons relativísticos com observações multifrequenciais do buraco negro M87

Os principais objetivos científicos desta campanha são restringir a rotação do buraco negro e investigar a variabilidade temporal do campo magnético e das propriedades do plasma na região de lançamento do jato na escala do horizonte. Neste trabalho, apresentamos previsões teóricas para os mapas de índices espectrais esperados a partir dessas observações.

Nossas previsões são baseadas em simulações de disco preso magneticamente realizadas com o código EBHLIGHT e pós-processadas usando o código relativístico geral de rastreamento de raios IPOLE. Investigamos a evolução temporal do índice espectral para uma série de modelos de distribuição de elétrons e cinco valores diferentes de spin do buraco negro.

A análise inclui tanto as bandas de frequência atualmente presentes no EHT quanto as frequências vizinhas propostas para futuras extensões da matriz EHT. Além de estender estudos anteriores a uma gama mais ampla de frequências de observação, nosso trabalho investiga sistematicamente a variabilidade temporal dos mapas de índice espectral previstos.

Em modelos de elétrons puramente térmicos, a variabilidade temporal dos mapas de índice espectral rastreia de perto as variações na intensidade do campo magnético e na temperatura dos elétrons nas imediações do horizonte de eventos. Por outro lado, os modelos que incorporam uma população de elétrons não térmicos exibem uma variabilidade do índice espectral substancialmente mais fraca, devido à contribuição de um componente de lei de potência com uma inclinação espectral fixa.

Nossos resultados numéricos são consistentes com as expectativas teóricas. Finalmente, uma comparação com o índice espectral integrado recentemente medido do M87* permite-nos colocar restrições preliminares nos parâmetros do modelo.

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