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超轻暗物质孤子中的动力学摩擦与黑洞

宇宙学与河外天体物理 2024-03-15 v1 星系天体物理

摘要

我们对黑洞沿径向穿过超轻暗物质(ULDM)孤子的运动进行了数值模拟。我们研究了动力学摩擦将黑洞动能降至最低的时间尺度,并考虑了该时间尺度对 ULDM 粒子质量、孤子总质量和黑洞质量变化的敏感性。我们将数值结果与动力学摩擦的半解析处理进行了对比,发现后者并不适用于此场景。具体而言,我们发现孤子对黑洞存在的反作用显著,导致动力学摩擦系数出现振荡,这无法在简单的半解析框架内描述。此外,我们观察到了晚期再加热效应,即在初始阻尼阶段后,大量动能被转移回黑洞。这使关于在最终秒差距问题相关尺度上的 ULDM 动力学摩擦的讨论变得复杂。

关键词

引用

@article{arxiv.2403.09038,
  title  = {Dynamical Friction and Black Holes in Ultralight Dark Matter Solitons},
  author = {Russell Boey and Yourong Wang and Emily Kendall and Richard Easther},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2403.09038},
  year   = {2024}
}

备注

15 pages