基于模拟脉冲星计时数据的暗物质子结构搜寻贝叶斯预测

暗物质子结构，如原初黑洞（PBHs）和轴子迷你团簇，可通过引力效应在脉冲星计时阵列（PTAs）测量中诱导相位偏移。为了对利用 PTAs 探测此类暗物质模型的可探测性获得更现实的预测，我们提出了一个贝叶斯推断框架来搜寻由 PBHs 产生的相位偏移，并对模拟 PTA 数据进行分析。对于大多数 PBH 质量，对暗物质丰度的约束与先前的（频率学派）分析（无模拟数据）在 𝒪(1) 因子内一致。这进一步激励了用平方公里阵列（Square Kilometer Array）在 $10^{-8}\,M_{\odot}$ 到远高于 $10^2\,M_{\odot}$ 的质量范围内对 PBHs（以及致密小尺度结构）的专门搜寻。此外，在一组更乐观的计时参数下，未来的 PTAs 预计可将 PBHs 约束至 $10^{-11}\,M_{\odot}$。最后，我们讨论了诸如超大质量黑洞并合等背景对探测前景的影响，建议未来开展将暗物质信号与其他天体物理源分离的项目。