利用磁致引力波约束超大质量原初黑洞

原初黑洞（PBHs）可以解答众多宇宙之谜，其中包括宇宙磁场的起源。特别是，质量 $M_\mathrm{PBH}>10^{10} M_\odot$ 且周围存在绕其运动的等离子体盘的超大质量 PBHs，可通过 Biermann 电池机制产生种子原初磁场，该磁场随后可被放大，从而提供贯穿星系际介质的磁场。在本工作中，我们推导了此类磁化 PBH 群体因磁各向异性应力所诱导的引力波（GW）信号。有趣的是，利用大爆炸核合成（BBN）的引力波约束以及磁场星系/湍流发电机放大的有效模型，我们对形成时超大质量 PBHs 的丰度设定了保守的上界约束，即 $\Omega_\mathrm{PBH,f}$ 作为其质量的函数满足 $\Omega_\mathrm{PBH,f}\leq 2.5\times 10^{-10}\left(\frac{M}{10^{10}M_\odot}\right)^{45/22}$。值得注意的是，这些约束与来自大尺度结构（LSS）探测对 $\Omega_\mathrm{PBH,f}$ 的约束相当，且在某些质量范围内甚至更紧；从而将磁致引力波这一途径提升为探索超大质量 PBHs 神秘本质的新探针。