基于 LIGO-Virgo-KAGRA 观测的原初黑洞保守限制

原初黑洞（PBH）可能构成暗物质的相当一部分。在这项工作中，我们利用 LIGO-Virgo-KAGRA（LVK）合作组织的最新观测结果，对恒星质量范围内的 PBH 设定了直接限制。我们通过考虑暗物质晕内双体俘获形成的双星，并研究此类晕内 PBH 双星通过双星-单星相互作用进行的演化，来评估 PBH 双星的并合率。这类相互作用构成了 LVK 可探测的低红移 PBH 并合率的最小值。因此，它们使我们能够推导出引力波观测中存在并合 PBH 双星的最保守上限。我们研究了 PBH 具有单色质量分布的情况，以及该分布由对数正态函数描述的情况。我们推导出的由 PBH 组成的暗物质质量分数的限制范围在 $10^{-4}$ 到 $2\times 10^{-2}$ 之间，具体取决于与 PBH 双星性质相关的确切假设。对于这些 PBH 双星在暗物质晕内演化前的性质，在合理假设下，我们得到对于 5-80 $M_{\odot}$ 的 PBH 质量，该分数范围在 $10^{-3} - 10^{-2}$ 之间。我们的工作在 5-50 $M_{\odot}$ 的质量范围内提供了一些最具竞争力的限制。[摘要有删节]