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黑洞的宇宙学耦合质量增长能否解决质量间隙问题?

高能天体物理现象 2023-07-21 v1 宇宙学与河外天体物理 太阳与恒星天体物理

摘要

对椭圆星系的观测表明,黑洞(BH)可能作为暗能量候选者,与宇宙膨胀相耦合。根据这一假说,黑洞的质量可能随宇宙膨胀而增加。银盘中的黑洞低质量 X 射线双星(LMXB)诞生于数十亿年前,使得耦合效应可能较为显著。在本工作中,我们用双星种群合成方法计算黑洞双星演化,以检验若其确实存在,黑洞宇宙学耦合增长的可能影响。LMXB 中致密天体的测得质量在 2.55 M\sim 2.5-5~{\rm M_\odot} 附近存在一个间隙,将最重的中子星与最轻的黑洞分开。我们的计算结果表明,考虑质量增长似乎可以(部分)解释该质量间隙以及致密黑洞 LMXB 的形成,缓解用传统理论建模黑洞 LMXB 形成与演化所面临的挑战。然而,需要诸如中等质量黑洞双星探测之类的决定性观测证据来检验这一假说。

关键词

引用

@article{arxiv.2307.10708,
  title  = {Can cosmologically-coupled mass growth of black holes solve the mass gap problem?},
  author = {Shi-Jie Gao and Xiang-Dong Li},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2307.10708},
  year   = {2023}
}

备注

10 pages, 4 figures, 3 tables, accepted for publication in ApJ, comments are welcome