利用极细透镜弧约束自由漂浮黑洞的质量密度

若以甚长基线干涉测量（VLBI）可达到的分辨率观测，活动星系核在射电波段的强透镜效应可产生厚度小于毫角秒的极细弧。此类极细弧为观测源与观测者之间物质分布的粗糙程度提供了独特窗口。本文研究此类极细弧能在多大程度上约束“自由漂浮”黑洞的数目密度与质量函数，此处自由漂浮黑洞定义为不位于或不再位于星系中心的黑洞。它们可能起源于原初，也可能是星系核中超大质量黑洞演化的副产物。当自由漂浮黑洞足够接近视线时，会在弧上引起扭结状畸变，只要黑洞质量超过 $\sim 1000$ 太阳质量，便可在 VLBI 图像中用肉眼探测到。利用对此类畸变可探测性的粗略估计，我们解析地计算出在一条现实的基准弧上因未探测到畸变而对自由漂浮黑洞物质密度给出的约束，发现其与类星体毫透镜约束相当。我们还使用了大型流体动力学模拟对非空起源的自由漂浮黑洞群族的预测，表明其预测的质量密度比单条极细弧可实现的约束低约四个数量级。