用电磁信号约束带毛黑洞

我们约束了一大类能够在双黑洞并合期间直接产生电磁辐射的“带毛”黑洞模型。该信号是普适且模型无关的，因为它由黑洞质量（$M$）和作为辐射释放的质量比例（$\epsilon$）刻画。对于场能量密度超过 Schwinger 极限的情况，该机制触发对产生以产生伽马射线暴。通过将引力波事件与伽马射线观测交叉比对，我们对 $10-50$ $M_\odot$ 的黑洞依据黑洞质量给出了 $\epsilon<10^{-5}-10^{-4}$ 的上限。我们讨论了 GW150914 之后伽马射线暴的微弱探测，并表明该事件与来自“带毛”黑洞以 $\epsilon\sim10^{-7}-10^{-6}$ 直接产生的快速电磁辐射一致。在 Schwinger 极限以下，周围带电粒子被强电磁场迅速加速到接近光速。对于 1-50 $M_\odot$ 的黑洞以及 $\epsilon$ 在 $10^{-20}$ 到 $10^{-7}$ 范围内，典型的质子能量为 $\sim20$ GeV-20 TeV，电子能量为 $\sim0.01-10$ GeV。在这些能量下，宇宙线质子和电子迅速扩散到银河系背景磁场中，使得难以识别产生它们的点源。总体而言，在此能量较低的区间内约束 $\epsilon$ 变得困难，未来的约束可能需要考虑“带毛”黑洞的具体模型。