中文

地球质量原初黑洞并合作为非重复 FRB 的来源

高能天体物理现象 2021-10-19 v1

摘要

快速射电暴 是一种具有极短固有持续时间的神秘天文射电暂现源。直到现在,它们的物理起源仍然难以捉摸,特别是对于非重复快速射电暴。受近期关于地球质量原初黑洞可能存在的证据的强烈启发,我们重新审视了地球质量原初黑洞并合作为非重复快速射电暴来源的模型。在观测到的非重复快速射电暴源自地球质量原初黑洞并合的零假设下,我们分析了四个独立的非重复快速射电暴样本,以研究模型参数,即典型电荷值 qcq_{\rm{c}} 和原初黑洞种群电荷分布函数 ϕ(q)(q/qc)α\phi(q) \propto (q/q_{\rm{c}})^{-\alpha} 的幂指数 α\alpha,该函数描述了电荷在种群中是如何分布的。qq 是以 GM\sqrt{G} M 为单位的黑洞电荷,其中 MM 是黑洞的质量。结果表明该模型能很好地解释观测数据。{假设原初黑洞具有单色质量谱},通过结合四个非重复快速射电暴样本给出的拟合结果,我们得到了典型电荷的平均值 qˉc/105=1.590.18+0.08\bar{q}_{\rm{c}}/10^{-5}=1.59^{+0.08}_{-0.18} 和幂指数 αˉ=4.530.14+0.21\bar{\alpha}=4.53^{+0.21}_{-0.14}。如果电荷 q106q \gtrsim 10^{-6} 的原初黑洞种群的丰度大于 10510^{-5},则非重复快速射电暴的事件率可以在该模型的框架内得到解释,这远低于当前观测给出的地球质量原初黑洞丰度的上限。未来,对快速射电暴和地球质量原初黑洞并合产生的高频引力波的同时探测可能会直接证实或否定该模型。

关键词

引用

@article{arxiv.2110.08981,
  title  = {Earth-mass primordial black hole mergers as sources for non-repeating FRBs},
  author = {Can-Min Deng},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2110.08981},
  year   = {2021}
}

备注

9 pages, 5 figures, 1 table; published in PRD