来自二进制黑洞合并的自互动暗物质回声
宇宙学与河外天体物理
2025-12-02 v2 高能物理 - 唯象学
摘要
黑洞(BHs)周围的暗物质(DM)环境可以通过动力学摩擦影响其合并，导致在轨道相位阶段的引力波(GW)去相位。虽然该效应已针对无碰撞暗物质(CDM)进行了广泛研究，但针对自互动暗物质(SIDM)却鲜有探讨，这是由于SIDM halo核心中通常较低的DM密度所致。本文考虑在SIDM尖峰中发生的BH合并，我们表明发射的GWs以不同方式被去相位。为纳入BH轨道运动对DM轮廓产生的反馈，我们使用N体模拟分析二进制BH在CDM和SIDM尖峰中的GW去相位。通过追踪不同SIDM环境下的二进制运动，我们表明激光干涉空间天文台(LISA)能够区分由不同DM相互作用强度塑造的DM轮廓，从而揭示SIDM的详细特性。
引用
@article{arxiv.2503.08787,
title = {Echoes of Self-Interacting Dark Matter from Binary Black Hole Mergers},
author = {Amitayus Banik and Jeong Han Kim and Jun Seung Pi and Yuhsin Tsai},
journal= {arXiv preprint arXiv:2503.08787},
year = {2025}
}
备注
14 pages, 9 figures, 1 table and 3 appendices. v2: clarifications added to Sec. III and Sec. IV; additional references included