21厘米对自转原始黑洞的约束

原始黑洞（PBH）的霍金辐射可在宇宙黑暗时代电离并加热中性气体，从而在中性氢的全球21厘米信号上留下印记。我们利用全球21厘米信号约束质量区间$[2 \times 10^{13}, 10^{18}]$克内自转PBH的丰度。我们考虑了几种扩展的PBH分布模型。我们的结果表明，21厘米能在我们的质量窗口内设定最严格的PBH界限。与由{\it Planck}宇宙微波背景（CMB）数据设定的约束相比，21厘米限制严格约两个数量级。具有更高自旋的PBH通常受到更强约束。我们对单色质量分布的21厘米约束排除了初始质量低于$1.5 \times 10^{17}\ \r{g}$的无自旋PBH，而约化初始自旋$a_0=0.999$的极端克尔PBH在质量低于$6 \times 10^{17}\ \r{g}$时被排除作为主导暗物质成分。我们还推导了对数正态、幂律和临界坍缩PBH质量分布的极限。