超大质量黑洞周围的模糊暗物质孤子核
星系天体物理
2020-03-11 v2 宇宙学与河外天体物理
摘要
我们探讨了超大质量黑洞（SMBH）对暗物质晕中心模糊暗物质（FDM）孤子核密度轮廓的影响。我们数值求解薛定谔-泊松方程，将黑洞视为引力点质量，并证明这一附加扰动项对孤子密度轮廓具有“挤压”效应，减小核半径并增加中心密度。在黑洞质量很大的极限下，解趋近于类似氢原子的解，其半径与黑洞质量成反比。通过将我们的分析应用于两个特定星系（M87和银河系）并结合已知的关于中心集中暗物质数量的观测限制，我们得到了对FDM粒子质量的约束，发现范围10^{-22.12} eV ≲ m ≲ 10^{-22.06} eV应当被排除（计入有关黑洞附近孤子寿命的附加因素）。对黑洞和总包裹质量的改进观测质量测量将显著扩展被排除FDM质量区的下界，而孤子-黑洞系统的自洽理论建模可扩展上界。
引用
@article{arxiv.1908.04790,
title = {Fuzzy Dark Matter Soliton Cores around Supermassive Black Holes},
author = {Elliot Yarnell Davies and Philip Mocz},
journal= {arXiv preprint arXiv:1908.04790},
year = {2020}
}
备注
10 pages, 7 figures, accepted to MNRAS