源自吸积原初黑洞的CMB温度三谱

已知原初黑洞（PBHs）由于将吸积驱动的能量注入复合等离子体，会在宇宙微波背景（CMB）各向异性功率谱上留下印记。在此，我们研究了一种由吸积PBHs产生的性质上全新的CMB可观测量：温度三谱或连通4点函数。这种非高斯特征源于PBH与被吸积重子之间的大尺度超声速相对速度对PBH吸积光度（进而对电离扰动）的强烈空间调制。我们首先推导了由吸积PBHs引起的自由电子分数不均匀性的可分解二次传递函数。然后，我们计算了复合过程一般修正所导致的CMB温度各向异性扰动，并将我们的结果应用于吸积PBHs。我们计算了由吸积PBHs引起的电离扰动空间涨落对温度功率谱的新贡献，超越了以往仅考虑其均匀部分的研究。尽管这些贡献在量级上形式上可比，但我们发现新贡献处于次要地位，这是因为受扰动温度场与标准CMB各向异性相关性较差。我们首次计算了由吸积PBHs引起的温度三谱。该三谱与局部型原初非高斯性三谱的相关性很弱，因此对后者的约束并不能对吸积PBHs提供有竞争力的界限。我们还预测了Planck对吸积PBHs产生的温度三谱的灵敏度。令人兴奋的是，我们发现对于$\sim 10^3 M_{\odot}$以下的PBHs，它比当前仅温度的功率谱约束更为灵敏。这一结果激发了我们将此项研究扩展至由非均匀吸积PBHs引起的温度和极化三谱的未来工作。