银河系中宇宙弦环的谐波引力波谱

描述了一种新的引力辐射候选源：来自单个宇宙弦环的近乎完美的谐波序列。我们认为，具有轻宇宙弦的理论会产生大量长寿命的稳定环，其中许多环与暗物质一起通过引力聚集在星系晕中。每个宇宙弦环都会产生一个离散频率谱，形成一个近乎完美的谐波序列，即一个基模及其整数倍模。我们数值分析了来自银河系晕中宇宙弦环的引力波信号，发现对于轻弦，最近的环通常会产生强信号，这些信号从银河系双星的混淆噪声中凸显出来。银河系中宇宙弦环的总群体也会产生一个作为混淆噪声的宽信号。这两种信号都因环的引力束缚于银河系而增强，这显著降低了太阳系到最近环的平均距离。数值估计表明，对于无量纲弦张力$G\mu< 10^{-11}$，在银河系晕中可能发现许多环。更轻的弦，低至$G\mu=10^{-19}$，可被激光干涉仪空间天线（LISA）探测到。对于这些轻弦，典型环的基模和低阶谐波通常位于LISA的灵敏频段（0.1至100 mHz）内。宇宙弦环模式的谐波性质留下了独特的频谱特征，不同于任何其他已知的引力波源。