银沼系黑洞标标音
高能物理 - 唯象学
2026-03-11 v2 高能天体物理现象
高能物理 - 实验
原子物理
摘要
假设的轻标粒子会在旋转黑洞 (BH) 周围触发超辐射不稳定,导致标粒云在 BH 周围生长。在标粒子具有足够强的自相互作用(由衰变常数 characterization)时,标粒会从 BH 轨道中被喷出,结果是连续、非相对论辐射持续带走 BH 的角动量。存在一类参数,使得云的生长速度远快于银沼系的年龄,而标粒消耗速度远慢于该年龄。这定义了一类独特的天体物理标源,我们将其称为黑洞标标音 —— 持续发射标粒的黑洞,可视为永久性标标音。我们计算了来自银沼系中约 个孤立恒星质量 BH 的标背景,这些 BH 是质为 --eV 和 --GeV 的标的标音。这是一种独立于早期宇宙标产生或宇宙初始条件的检测目标。生成的可观测信号比该质量范围内错位宇宙标的预期信号大了两个数量级。标的能谱明显更宽,而且在更高的速度下(最高可达 \sim 10^{-1}c})发射,编码了 BH 群体的质量和自转分布。虽然恒星质量银沼系 BH 是我们的主要目标,但我们的框架也适用于超大质量、中间质量和轻质量 BH。鉴于直接观测孤立 BH 群体的困难,标的辐射提供了一种探测这些否则不可见对象的新方法,凸显了标与 BH 联合发现的潜力,并广泛地动机对标在多个质量阶梯上的搜索。
引用
@article{arxiv.2602.23415,
title = {Black hole scalar sirens in the Milky Way},
author = {Daniel Gavilan-Martin and Olivier Simon and Dhashin Krishna and Derek F. Jackson Kimball and Dmitry Budker and Arne Wickenbrock},
journal= {arXiv preprint arXiv:2602.23415},
year = {2026}
}
备注
v2: Updated citations. Expanded section IIIA4