具有暗物质尖峰的偏心旋进超大质量黑洞双星产生的独特引力波背景
广义相对论与量子宇宙学
2025-03-05 v5 宇宙学与河外天体物理
高能天体物理现象
高能物理 - 唯象学
摘要
近期通过各种脉冲星计时阵列 (PTA) 观测到低频引力波背景 (GWB)，重新激发了人们对旋进超大质量黑洞双星 (SMBHBs) 的兴趣，其种群被认为是最有希望的候选者，可能的推广包括轨道偏心率或暗物质 (DM) 尖峰。在本文中，我们表明同时包含这两者可以进一步展示未来 PTA 观测中可检测到的独特特征。对于旋进 SMBHBs 的典型初始偏心率 ，即使是浅层的 DM 尖峰也容易驱动轨道偏心率接近 ，当引力波开始主导轨道圆化时，会留下较大的转折偏心率。特别是，DM 尖峰指数 普遍体现在特征应变中，即在远红外波段 ，并在低频处呈现出新颖的振荡结构。未来对此类特征的 PTA 探测将成为 DM 尖峰的确凿证据，甚至揭示暗物质的本质。
引用
@article{arxiv.2312.14041,
title = {Distinctive GWBs from eccentric inspiraling SMBH binaries with a DM spike},
author = {Li Hu and Rong-Gen Cai and Shao-Jiang Wang},
journal= {arXiv preprint arXiv:2312.14041},
year = {2025}
}
备注
v5, 22 pages, 8 figures, accepted version for publication in JCAP