利用 CHIME 快速射电暴限制原初黑洞暗物质
宇宙学与河外天体物理
2022-06-01 v3 高能天体物理现象
高能物理 - 唯象学
摘要
快速射电暴(FRB)的强引力透镜效应已被提出作为探测原初黑洞(PBH)暗物质的一种相对干净的探针。最近,加拿大氢强度测绘实验(CHIME)发布了包含 536 个 FRB 的首个目录,其中 62 个来自重复源。鉴于这一新数据,我们重新考察了通过 FRB 限制 PBH 丰度的前景。在先前预测的基础上,我们利用内禀爆发宽度和每个 FRB 的校准流量比阈值计算了 PBH 暗物质界限。此外,我们考虑了 FRB 色散量度与源红移之间关系的不确定性。我们概述了一种检测被透镜化的 FRB 的算法,以及一种在真实数据上模拟其性能并为每个事件设定流量比阈值的方法,并借此推断出现实的预测。随后,我们尝试利用公开可用的 CHIME 数据提取初步界限。遗憾的是,仪器噪声和公开数据所提供的约 1 ms 时间分辨率都阻碍了这一尝试。我们确定了一个候选事件,其中双爆发可由一个 10 太阳质量 PBH 的强引力透镜效应解释,这将需要以更高时间分辨率进行后续研究以确认或排除。我们表明,若目录规模达到首个目录的数倍——并以完整仪器时间分辨率采样,从而可高效审查候选者——CHIME 将能够找到质量高于 10 太阳质量的 PBH 作为暗物质的强证据,或稳健地排除之。最后,我们证明堆叠重复 FRB 可改善限制,尤其是对较低质量的情形。
引用
@article{arxiv.2112.03721,
title = {Constraining Primordial Black Hole Dark Matter with CHIME Fast Radio Bursts},
author = {Keren Krochek and Ely D. Kovetz},
journal= {arXiv preprint arXiv:2112.03721},
year = {2022}
}
备注
11 pages, 12 figures; Added hardness test using binned dynamic spectrum; extended range of flux ratios examined; main conclusions unchanged