来自银河系伽马射线背景对原初黑洞的约束

在初始质量 M_* \approx 5 \times 10^{14} g 的条件下，宇宙进入原初黑洞（PBHs）的比例受到河外和银河系伽马射线背景观测的强烈约束，使得它们在当前时期蒸发。然而，虽然河外背景的主要贡献来自初始质量为 M_* 的 PBHs 的时间积分发射，但银河系背景主要由初始质量略大于 M_* 且当前质量低于 M_* 的 PBHs 的瞬时发射主导。此外，质量小于 0.4 M_* 的 PBHs 的瞬时发射主要包括由直接发射的夸克和胶子喷注衰变产生的次级粒子。这些点在 Lehoucq 等人使用 EGRET 数据的早期分析中被遗漏了。对于单色 PBH 质量函数，初始质量为 (1+\mu) M_* 且 \mu << 1，当前质量为 (3\mu)^{1/3} M_*，银河系背景约束了宇宙进入 PBHs 的比例作为 \mu 的函数。然而，初始质量函数不可能精确单色，即使围绕 M_* 的质量有微小展宽也会生成当前低于 M_* 的 PBHs 低质量尾。这个尾将是银河系背景的主要贡献者，因此我们考虑了具有扩展和近单色初始质量函数的多种情景下的其形式和关联约束。特别地，我们考虑了 PBHs 由临界坍缩形成并且质量函数在远高于 M_* 处达到峰值的情景。在这种情况下，最大的 PBHs 可以提供暗物质，而 M_* 的 PBHs 不超过伽马射线背景限制。