来自 OGLE 五年微透镜事件对地球质量原初黑洞的约束

我们利用光学引力透镜实验（OGLE）对银河系核球恒星的 5 年观测所获得的 2622 个微透镜事件，约束原初黑洞（PBH）的丰度。大多数微透镜事件表现出单一或至少连续的总体，其光变曲线时标峰值约在 $t_{\rm E}\simeq 20~{\rm days}$，并在 $t_{\rm E}\simeq [1, 300]~{\rm days}$ 范围内有宽泛分布；同时数据还指示出第二个总体，即 $t_{\rm E}\simeq [0.1,0.3]~{\rm days}$ 内的 6 个超短时标事件，其被认为源于自由漂浮行星。我们确认，在标准的银河系核球与盘模型中，对其空间与速度分布而言，OGLE 事件的主总体可由褐矮星、主序星及恒星遗迹（白矮星与中子星）引起的微透镜很好地建模。采用银河系（MW）晕的暗物质（DM）模型相对于核球/盘模型，若我们采用 OGLE 数据不含任何 PBH 微透镜事件的零假设，则在质量范围 $M_{\rm PBH}\simeq[10^{-6},10^{-3}]M_\odot$（地球—木星质量范围）内获得了 PBH 丰度的最紧上限。更有趣的是，我们还表明，若 PBH 占 DM 的质量分数为百分之一量级（这与仙女星系（M31）微透镜搜寻及较长时标 OGLE 事件等其他约束一致），则地球质量 PBH 可在无需自由漂浮行星的情况下很好地再现这 6 个超短时标事件。我们的结果给出了 PBH 存在的线索，并可由对 M31 中恒星的微透镜搜寻来证实或证伪，因为 M31 朝向 MW 晕方向，因此即便存在，其自由漂浮行星数量也应远少于朝向 MW 中心的方向。