超大质量黑洞二元系统 (暗) 物质密度的 LISA 检测限度预测
高能天体物理现象
2026-01-08 v2 宇宙学与河外天体物理
广义相对论与量子宇宙学
摘要
超大质量黑洞二元组（SMBHBs）是已知最强的引力波（GW）来源之一。因此，这些系统可能在微赫兹和毫赫兹频段主导GW辐射。在此领域内，SMBHs 快速演化并相互合并。来自星系中心的恒星和气体的动力摩擦通常有助于在相对较大的分离距离（约等于 kpc 减至 100 pc）时将两个SMBHs brought together，但在较小的分离距离时变得效率较低。然而，围绕SMBHs 的暗物质（DM）尖峰可能通过在较小的分离距离处增强动力摩擦，从而缩短演化时间。在本文中，我们模拟了暗物质尖峰对微赫兹至毫赫兹频段GW信号的影响，并确认具有暗物质尖峰的SMBHB的GW信号可与没有任何额外物质的信号清晰区分。利用激光干涉空间天文台（LISA）的投影灵敏度曲线，我们预测给定未来SMBHB观察的暗物质密度上限。我们随后将这些阈值与自互作用暗物质（SIDM）尖峰的理论密度轮廓进行比较。
引用
@article{arxiv.2501.13601,
title = {Forecasted Detection Limits on the (Dark) Matter Density in Supermassive Black Hole Binaries for LISA},
author = {Matthias Daniel and Kris Pardo and Laura Sagunski},
journal= {arXiv preprint arXiv:2501.13601},
year = {2026}
}
备注
16 pages, 11 figures. v2: accepted for publication in Phys. Rev. D