吸积原初黑洞产生的自由—自由背景辐射
宇宙学与河外天体物理
2021-09-09 v2 广义相对论与量子宇宙学
高能物理 - 唯象学
摘要
落入原初黑洞（PBH）的重子气体通过自由—自由过程发射光子。这些光子可在宇宙微波背景辐射（CMB）的频率范围内贡献弥散的自由—自由背景辐射。我们表明，来自PBH的自由—自由背景辐射强度依赖于PBH的质量与丰度。特别地，考虑非PBH暗物质（DM）粒子在PBH周围形成DM晕的增长会强烈增强自由—自由背景辐射。较大的PBH比例会增大自由—自由发射的信号。然而，较大的PBH比例也会加热IGM气体，从而抑制吸积率。结果，当PBH比例大于0.1时，自由—自由发射反而减小。我们发现，在CMB与射电频率下来自PBH的自由—自由发射远低于CMB黑体谱及观测到的背景辐射中的自由—自由发射成分。因此，难以从自由—自由发射观测中得到约束。但进一步的理论认识与对宇宙学起源自由—自由发射的观测，有助于研究恒星质量量级的PBH丰度。
引用
@article{arxiv.2108.01916,
title = {Free-free background radiation from accreting primordial black holes},
author = {Hiroyuki Tashiro and Katsuya T. Abe and Teppei Minoda},
journal= {arXiv preprint arXiv:2108.01916},
year = {2021}
}
备注
7 pages, 6 figures. In this version, we have fixed a bug that resulted in the overestimation of free-free signals. The conclusions have been updated