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来自快速射电暴微结构的致密暗物质首批约束

宇宙学与河外天体物理 2020-09-10 v5 高能天体物理现象

摘要

尽管已有约束,仍有可能多达35%35\%的暗物质由致密天体构成,例如LIGO已证实存在的10-100\,M_\odot量级黑洞。对FRB与GRB等暂现源的强引力透镜被认为比微透镜实验中观测到的强度涨落更灵敏地探测致密暗物质。最近ASKAP报道了红移0.30.50.3-0.5范围内FRB中低至15μ15\mus时间尺度的暴发光子结构。我们在此研究其对FRB探测致密暗物质可行性的影响。我们发现,若致密暗物质沿长度1\gtrsim 1\,Gpc的FRB宇宙网视线方向分布,则需约130130个FRB的样本量才能以95%\%置信度将致密暗物质约束到低于现有35%\%限值。反之,现有对致密暗物质比例的约束允许多达约每4040z0.4z \lesssim 0.4的FRB中有1个呈现微透镜暴结构。约170170个在50\sim 50\,kpc内穿越大质量晕的FRB可将每个被穿越大质量晕中致密暗物质比例排除到类似水平。此外,我们考虑宏观暗物质分布对FRB信号的透镜累积效应。我们结论:均匀分布的致密天体透镜效应可能不可观测,但建议FRB可对暗物质的幂律分布设定有意义限制。

关键词

引用

@article{arxiv.2002.12533,
  title  = {First Constraints on Compact Dark Matter from Fast Radio Burst Microstructure},
  author = {Mawson W. Sammons and Jean-Pierre Macquart and Ron D. Ekers and Ryan M. Shannon and Hyerin Cho and J. Xavier Prochaska and Adam T. Deller and Cherie K. Day},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2002.12533},
  year   = {2020}
}

备注

3 Figures, 1 table