Resolvendo buracos negros supermassivos próximos com o Black Hole Explorer

Resultados recentes do Event Horizon Telescope demonstraram uma ciência única e transformadora na física gravitacional e na astrofísica de buracos negros, possibilitada por imagens em escala de horizonte de eventos de buracos negros supermassivos. No entanto, a resolução angular dos atuais arranjos de interferometria de linha de base muito longa (VLBI) baseados em terra limita esses estudos a apenas duas fontes, impedindo investigações sistemáticas de emissões em escala de horizonte através de um SMBH próximo.

Resultados recentes do Event Horizon Telescope demonstraram uma ciência única e transformadora na física gravitacional e na astrofísica de buracos negros, possibilitada por imagens em escala de horizonte de eventos de buracos negros supermassivos (SMBHs).

No entanto, a resolução angular dos atuais arranjos de interferometria de linha de base muito longa (VLBI) baseados em terra limita esses estudos a apenas duas fontes, impedindo investigações sistemáticas de emissões em escala de horizonte em uma população SMBH próxima. A proposta Black Hole Explorer (BHEX), uma missão VLBI espacial milimétrica/submilimétrica, superaria essa limitação ao fornecer uma resolução angular substancialmente mais alta.

Aqui, apresentamos uma série de observações simuladas para avaliar uma população de alvos próximos em escala de horizonte acessíveis com BHEX. Com base em um modelo de densidade numérica SMBH recentemente desenvolvido, descobrimos que o BHEX poderia inferir massas de buracos negros para fontes de ~70-90 a partir de medições de tamanho, restringir estruturas de campo magnético por meio de imagens de polarização linear.

Espera-se que observações direcionadas de ~ 50 SMBHs próximos produzam medições para ~ 30 tamanhos de fonte e ~ 10 sombras e padrões de polarização linear. Essas projeções são apoiadas por simulações de imagens detalhadas de modelos magnetohidrodinâmicos relativísticos gerais (GRMHD) para onze SMBHs próximos.

Juntos, nossos resultados destacam o BHEX como um recurso poderoso para revelar a demografia de propriedades SMBH em diversos estados de acreção, volume de rádio, ambientes de galáxias hospedeiras e geometrias de visualização.

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