引力波透镜效应:用 LISA 探测模糊暗物质
宇宙学与河外天体物理
2025-07-24 v3 广义相对论与量子宇宙学
摘要
引力透镜是一种普遍现象:它同时影响穿过大质量物体引力场的引力波 (GWs) 和电磁信号。在本工作中,我们探讨了观测来自大质量黑洞并合的透镜引力波信号的前景,这些信号由由模糊暗物质 (FDM) 组成的暗物质晕透镜化,这些暗物质晕形成被称为孤子的致密核心。我们关注波动光学现象,在弱透镜区域(即单像)可以观察到依赖于频率的特征。我们的结果表明,FDM 中低质量晕的透镜衍射特征有所不同,并且可以揭示孤子核心的存在。此外,我们证明了在激光干涉空间天线 (LISA) 任务将观测到的双大质量黑洞并合的引力波信号中,可以区分 FDM 与冷暗物质轮廓。然而,相对于标准冷暗物质,在源与透镜距离较大的情况下,致密的孤子核心并未显著提高 FDM 晕的可探测性。我们的分析证实了 FDM 晕是引力波观测中暗物质的一个有前景的标志。
引用
@article{arxiv.2502.10758,
title = {Gravitational wave lensing: probing Fuzzy Dark Matter with LISA},
author = {Shashwat Singh and Guilherme Brando and Stefano Savastano and Miguel Zumalacárregui},
journal= {arXiv preprint arXiv:2502.10758},
year = {2025}
}
备注
23 pages, 7 figures, version 3, accepted in JCAP (DOI 10.1088/1475-7516/2025/07/025)