利用 Roman 空间望远镜探测原初黑洞的天体测量微透镜效应

Primordial Black Holes (PBHs) 可能解释暗物质的某一部分，并为早期宇宙物理学的诸多领域提供启示。尽管研究兴趣已持续半个多世纪，但迄今为止尚未探测到 PBH 群体。对 $(10^{-9}-10)M_{\odot}$ 质量范围内由 PBH 组成的暗物质比例（$f_{\rm DM}$）最具竞争力的约束来自测光微透镜，并限定 $f_{\rm DM}\lesssim10^{-2}-10^{-1}$。随着具备亚毫角秒精度天体测量能力并计划开展银河系核球时域巡天（GBTDS）的 Roman 空间望远镜的问世，探测天体测量微透镜特征将成为常规操作。与测光微透镜相比，天体测量微透镜信号对不同的透镜质量-距离构型敏感，并包含不同的信息，使其成为一种互补的透镜探测手段。在亚毫角秒天体测量精度下，天体测量微透镜信号通常在比测光信号更大的透镜-源分离处可被探测到，这提示了一种纯天体测量事件的微透镜探测通道。我们使用银河系模拟来预测 GBTDS 期间通过这一纯天体测量微透镜通道可探测到的微透镜事件数量。假设 GBTDS 对亮星的绝对天体测量精度下限为 0.1 mas，我们发现对于 $1 M_{\odot}$ 的 PBH 群体，可探测事件数量在 $\approx 10^{3} f_{\rm DM}$ 处达到峰值，并在 $10^{-4}M_{\odot}$ 和 $10^{3}M_{\odot}$ 处分别递减至 $\approx 10f_{\rm DM}$ 和 $\approx 100f_{\rm DM}$。考虑到 PBH 与恒星透镜的可区分性，我们得出结论：GBTDS 将对 $f_{\rm DM}$ 低至 $\approx10^{-1}-10^{-3}$ 的 $(10^{-1}-10^{2})M_{\odot}$ PBH 群体敏感，这可能会产生新的 PBH 约束。