With unprecedented angular resolution, the Event Horizon Telescope (EHT) has opened a new era of black hole studies. We have previously calculated the expected polarization images of M 87* with EHT observations in mind. There, we demonstrated that circular polarization (CP) images, as well as linear polarization (LP) maps, can convey quite useful information, such as the flow structure and magnetic field configuration around the black hole. In this paper, we make new predictions for the cases in which disk emission dominates over jet emission, bearing Sgr A* in mind. Here we set the proton-to-electron temperature ratio of the disk component to be Tp/Te ∼ 2 so as to suppress jet emission relative to emission from accretion flow. As a result, we obtain ring-like images and triple-forked images around the black hole for face-on and edge-on cases, respectively. We also find significant CP components in the images (≳10% in fraction), with both positive and negative signs, amplified through the Faraday conversion, not depending sensitively on the inclination angles. Furthermore, we find a “separatrix” in the CP images, across which the sign of CP is reversed and on which the LP flux is brightest, that can be attributed to the helical magnetic field structure in the disk. These results indicate that future full polarization EHT images are a quite useful tracer of the magnetic field structure. We also discuss to what extent we will be able to extract information regarding magnetic field configurations under the scattering in the interstellar plasma, in future EHT polarimetric observations of Sgr A*.

中文翻译：

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超大质量黑洞周围吸积流的偏振图像：环形场结构的印记

事件视界望远镜 (EHT) 以前所未有的角度分辨率开启了黑洞研究的新纪元。我们之前已经在考虑 EHT 观测的情况下计算了 M 87* 的预期偏振图像。在那里，我们证明了圆极化 (CP) 图像以及线性极化 (LP) 地图可以传达非常有用的信息，例如黑洞周围的流动结构和磁场配置。在本文中，我们对圆盘排放优于射流排放的情况做出了新的预测，并牢记人马座 A*。在这里，我们将圆盘组件的质子与电子温度比设置为 Tp/Te ∼ 2，以抑制相对于吸积流发射的射流发射。结果，我们在正面和边缘情况下获得了黑洞周围的环形图像和三叉图像，分别。我们还在图像中发现了显着的 CP 分量（分数为 10%），具有正负号，通过法拉第转换放大，而不是敏感地依赖于倾角。此外，我们在 CP 图像中发现了一个“分界线”，CP 的符号在其上反转，LP 通量在其上最亮，这可以归因于磁盘中的螺旋磁场结构。这些结果表明，未来的全极化 EHT 图像是磁场结构的非常有用的示踪剂。我们还讨论了在未来对人马座 A* 的 EHT 偏振观测中，我们将能够在多大程度上提取有关星际等离子体散射下的磁场配置的信息。具有正负号，通过法拉第转换放大，不敏感地依赖于倾角。此外，我们在 CP 图像中发现了一个“分界线”，CP 的符号在其上反转，LP 通量在其上最亮，这可以归因于磁盘中的螺旋磁场结构。这些结果表明，未来的全极化 EHT 图像是磁场结构的非常有用的示踪剂。我们还讨论了在未来对人马座 A* 的 EHT 偏振观测中，我们将能够在多大程度上提取有关星际等离子体散射下的磁场配置的信息。具有正负号，通过法拉第转换放大，不敏感地依赖于倾角。此外，我们在 CP 图像中发现了一个“分界线”，CP 的符号在其上反转，LP 通量在其上最亮，这可以归因于磁盘中的螺旋磁场结构。这些结果表明，未来的全极化 EHT 图像是磁场结构的非常有用的示踪剂。我们还讨论了在未来对人马座 A* 的 EHT 偏振观测中，我们将能够在多大程度上提取有关星际等离子体散射下的磁场配置的信息。CP的符号在其上反转并且LP通量在其上最亮，这可以归因于磁盘中的螺旋磁场结构。这些结果表明，未来的全极化 EHT 图像是磁场结构的非常有用的示踪剂。我们还讨论了在未来对人马座 A* 的 EHT 偏振观测中，我们将能够在多大程度上提取有关星际等离子体散射下的磁场配置的信息。CP的符号在其上反转并且LP通量在其上最亮，这可以归因于磁盘中的螺旋磁场结构。这些结果表明，未来的全极化 EHT 图像是磁场结构的非常有用的示踪剂。我们还讨论了在未来对人马座 A* 的 EHT 偏振观测中，我们将能够在多大程度上提取有关星际等离子体散射下的磁场配置的信息。