原初黑洞导致的子结构超出

本文探讨了原初黑洞 (PBHs) 对暗且低恒星质量区间内低质量晕和子晕丰度的影响，并研究了如何通过强引力透镜扰动和星系团亮度涨落来测量这些效应，从而提供了限制暗物质中 PBHs 占比的潜在途径。各种暗物质候选者会在晕质量函数的低质量范围留下独特的印记，这些印记可能难以探测。其中包括热暗物质和温暗物质模型，与 $\Lambda$CDM 模型相比，这些模型预测低质量结构的丰度会降低。包含 PBHs 的模型也会影响这一质量范围，但方向相反，导致低质量天体数量的增加。通过检查星系团中的透镜扰动，可以对低质量子晕丰度进行限制，从而对这些不同的暗物质模型进行限制。我们旨在为 PBH 情形下此类扰动提供有用的预测。此外，我们研究了恒星-晕质量关系急剧上升范围内的晕和子晕丰度，这可以与由低光度卫星星系引起的星系团亮度涨落进行对比。为此，我们使用 {\small SWIFT} 代码运行了宇宙学模拟，将基准模型与包含和不包含 PBHs 的替代暴胀模型进行了比较。我们发现，与 $\Lambda$CDM 相比，存在 PBHs 时子结构显著超出，且在红移为零时不改变高质量晕的丰度。在它们可以组成全部暗物质的参数空间范围内，对于在 $M_{\rm PBH}=10^2M_\odot$ 处具有指数截断的扩展 PBH 质量函数，这种增加达到了约 6 倍；即使对于在 $M_{\rm PBH}=10^4M_\odot$ 处具有截断的低于百分之一的 PBH 占比，这种增加依然存在。