用 Roman 望远镜探测孤立恒星级黑洞

孤立恒星级黑洞(ISMBHs)有可能通过微透镜观测被分辨。在这项工作中，我们研究用 Roman 观测探测和表征 ISMBHs。我们模拟了 Roman 所见的这些事件的大样本集合，并通过计算 Fisher 矩阵和协方差矩阵估计透镜天体的物理参数（包括其质量、距离和自行）的误差。由于 Roman 前三个观测季与其余观测季之间约 2.3 年的时间间隔可能降低实现微透镜事件和表征 ISMBHs 的效率，我们额外考虑了一种情形：在大时间间隔内核球可观测时每 10 天增加少量附加观测——每小时观测，相当于总共约额外一天用 Roman 望远镜的观测。这些额外观测将 Roman 表征 ISMBHs 的效率提高了约 1-2%，且更重要的是，通过避免可能的简并解提高了结果的稳健性。通过考虑 ISMBHs 在 [2, 50] M⊙ 范围内的均匀和质量函数（dN/dM ~ M^{-α}，α=2, 1, 0.5），我们得出结论：Roman 望远镜将以分别 21% 和 16-18% 的效率在 <5% 不确定度内确定透镜的物理参数。考虑这些质量函数，我们预期 Roman 望远镜在其任务期间将通过天体测量微透镜探测并表征 3-4、15-17 和 22-24 个 ISMBHs，所有物理参数的相对误差分别小于 1、5、10%。质量为 ≃10-25 M⊙ 且位于观测者附近（D_l ≲ 0.5 D_s）而源位于银河系盘内的 ISMBHs 引起的微透镜事件可被以最小误差表征。