来自原初黑洞双星并合的快射电暴

在本文中我们提出这样的模型:若至少一个黑洞具有适量的净电荷$Q$,则质量为$M \sim 10^{28}$g的等质量原初黑洞(primordial black holes, PBHs)双星的并合可发射明亮的千兆赫(GHz)射电暂现源,其可能是观测到的快射电暴(fast radio bursts, FRBs)的候选源。使用电荷的无量纲量$q = Q/\sqrt{G}M$,我们的分析推断$q\sim O(10^{-4.5})$可解释释放能量为$O(10^{40}) {\rm ergs}$量级的FRBs。利用当前FRB样本并假设所有PBH的电荷分布为$\phi(q)$,我们可推导出若PBH是观测FRB的源,则对于$q\geq 7.2\times10^{-5}$其形式正比于$q^{-3.0\pm0.1}$。此外,基于所提假设场景并通过估计FRB的本地事件率$\sim 2.6 \times 10^3 {\rm Gpc}^{-3} {\rm yr}^{-1}$,可推导出解释该率所需的PBH(质量为$10^{28}$g)相对于物质的比例下限$f_{\rm PBH}(10^{28}{\rm g})$ $\gtrsim 10^{-5}$。借助这一启发性估计,我们期望未来FRB观测有助于证伪其源自PBH双星并合的物理起源。未来,小黑洞并合产生的引力波可被高频引力波探测器探测。我们相信该工作将是对当前多信使天文学与宇宙学文献的有益补充。