利用脉冲星计时对超轻标量暗物质的限制
宇宙学与河外天体物理
2014-09-10 v2 高能天体物理现象
广义相对论与量子宇宙学
摘要
我们对 NANOGrav 脉冲星计时阵列的脉冲星计时残差进行了贝叶斯分析，以搜寻由银河系晕中振荡引力势产生的特定形式的随机窄带信号。此类振荡出现在由超轻质量标量场（m\sim 10^{-23} eV）组成的温暗物质模型中，该模型最近由 Khmelnitsky 和 Rubakov (2014) 提出。在单色近似下，发现可变引力势振幅的严格上限（95% 置信水平）为 Psi_c<1.14 10^{-15}，对应于频率 f=1.75 10^{-8} Hz 处的特征应变 h_c=2\sqrt{3}\Psi_c < 4 10^{-15}。在窄带近似下，该背景能量密度的上限为 \Omega_{GPB}<1.27 10^{-9}，频率为 f=6.2 10^{-9} Hz。如果银河系暗物质由超轻标量场组成，这些限制比预期信号振幅高出一个数量级。所应用的脉冲星计时残差分析可用于搜寻具有不同相关特性的任何窄带随机信号。作为副产品，还评估了四颗 NANOGrav 脉冲星（J1713+0747、J2145-0750、B1855+09、J1744-1134）中存在的红噪声参数。
引用
@article{arxiv.1408.4670,
title = {Constraints on ultralight scalar dark matter from pulsar timing},
author = {N. K. Porayko and K. A. Postnov},
journal= {arXiv preprint arXiv:1408.4670},
year = {2014}
}
备注
20 pages, revtex, 5 figures; accepeted for publication in Phys. Rev. D (to appear online in September 2014); typos corrected, reference added