来自原初黑洞贯穿宇宙的类轴子粒子

我们考虑这样一个宇宙学情景：极早期宇宙经历了一段瞬态的物质主导时期，其源于形成了大量质量 $M \lesssim 10^{9}\,\textrm{g}$ 的原初黑洞（PBHs），它们在大爆炸核合成之前蒸发。在此背景下，霍金辐射将是一种产生类轴子粒子（ALPs）宇宙背景的非热机制。我们假定这些 ALPs 仅与光子耦合的最小情景。对于超轻 ALPs（$m_a \lesssim 10^{-9}\,\textrm{eV}$），宇宙磁场可能触发 ALP-光子转换；而对于质量 $m_a \gtrsim 10\,\textrm{eV}$，ALP 自发衰变为光子对将是有效的。我们研究了这些机制对宇宙 X 射线背景、星系团 X 射线光度超出以及宇宙再电离过程的影响。