利用 NANOGrav 15 年数据约束再加热历史
宇宙学与河外天体物理
2025-02-13 v2 广义相对论与量子宇宙学
高能物理 - 唯象学
高能物理 - 理论
摘要
在过去几年中，原初黑洞（PBHs）已成为冷暗物质的强有力候选者。当原初标量功率谱在小尺度上的强度增强时（相比于大尺度上的 COBE 归一化值），会产生大量的 PBHs。这样的原初功率谱也不可避免地会导致标量诱导的二次引力波（GWs）在更高频率上发生强烈放大。脉冲星计时阵列（PTAs）近期对随机引力波背景（SGWB）的探测，开启了直接探测极早期宇宙的可能性。不同研究表明，当假设 PBHs 形成于辐射主导时期时，解释 PTA 数据所需的标量诱导 GWs 放大机制会在某些质量范围内产生过量的 PBHs。在本研究中，我们假设原初标量功率谱具有特定的函数形式，并考察在标准辐射主导时期之前的再加热阶段中 PBHs 和标量诱导二次 GWs 的产生。具体而言，我们考虑了 PBHs 形成条件的不确定性，并确保产生的 PBHs 数量保持在观测限制之内。我们发现，在具有比辐射更陡峭的状态方程的再加热阶段产生的标量诱导 SGWB，比涉及超大质量双黑洞并合产生 GWs 的天体物理场景具有更强的贝叶斯证据来拟合 NANOGrav 15 年数据。
引用
@article{arxiv.2403.16963,
title = {Constraining the history of reheating with the NANOGrav 15-year data},
author = {Suvashis Maity and Nilanjandev Bhaumik and Md Riajul Haque and Debaprasad Maity and L. Sriramkumar},
journal= {arXiv preprint arXiv:2403.16963},
year = {2025}
}
备注
40 pages, 6 figures, 3 tables, published in JCAP