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成团性对原初黑洞微引力透镜限制的影响

宇宙学与河外天体物理 2022-08-31 v4 星系天体物理

摘要

恒星微引力透镜观测严格限制了质量范围 (1011103)M(10^{-11} - 10^{3}) M_{\odot} 内的致密天体暗物质。原初黑洞(PBHs)会形成团块,且有观点认为这些微引力透镜限制因此被削弱或规避。对于研究最广泛的 PBH 形成机制——即暴胀产生的大高斯曲率扰动坍缩,其团块足够延展,使得其中的 PBHs 作为独立透镜起作用。我们发现,若团块的典型质量足够大,106M \gtrsim 10^{6} M_{\odot},则事件时长分布会显著偏离平滑暗物质分布所产生的分布,尤其在最短时长处。由此,观测事件数的概率分布为非泊松分布,峰值位于较低值,并拖有通向大事件数的长尾。然而,对于由大暴胀扰动坍缩形成的 PBHs,典型团块预期包含 103\sim 10^{3} 个 PBHs。此时除十年期恒星微引力透镜巡天所探测的最质量 PBHs(MPBH103MM_{\rm PBH} \sim 10^{3} M_{\odot})外,成团性影响可忽略不计。

关键词

引用

@article{arxiv.2203.04209,
  title  = {Effect of clustering on primordial black hole microlensing constraints},
  author = {Matthew Gorton and Anne M. Green},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2203.04209},
  year   = {2022}
}

备注

8 pages, 2 figures. v2: minor changes to method, no changes to results. v3: minor changes to formatting to comply with new UKRI Open Access rules, no changes to science. v4: version to appear in JCAP, minor changes