LIGO-Virgo 所暗示的 primordial black holes 可能质量分布

LIGO-Virgo 合作组迄今已探测到约90个黑洞，其中部分质量大于恒星坍缩所预期。LIGO-Virgo 黑洞的质量分布在 $\sim30M_{\odot}$ 处呈现峰值且两端有尾。假设它们均具原初起源，我们通过在对数正态质量函数之外，对 GWTC-1 (O1\&O2) 与 GWTC-2 (O3a) 数据集进行分段幂律质量函数 $f(m)$ 的极大似然估计来分析，结果为 $m<35M_{\odot}$ 时 $f\propto m^{1.2}$，$m>35M_{\odot}$ 时 $f\propto m^{-4}$。这似乎优于流行的对数正态质量函数。令人惊讶的是，这样一种简单而独特分布可由我们先前提出的 PBH 形成机制实现，其中黑洞由暴胀期间经量子隧穿成核的真空泡形成。此外，该质量分布也能解释高红移处形成的超大质量黑洞。