LIGO 是否探测到了原初黑洞暗物质？——双星黑洞形成中的潮汐瓦解
高能天体物理现象
2020-12-02 v1 宇宙学与河外天体物理
摘要
激光干涉引力波天文台 (LIGO) 对 黑洞 (BHs) 双星合并的频繁探测，重新唤起了研究者对原初黑洞 (PBHs) 作为暗物质 (DM) 的兴趣。本工作中，我们考察了以 单色质量分布为暗物质的 PBHs，并研究了双星形成的相遇捕获情景，其中暗物质晕最致密的中心区域占主导。因此，我们特别关注了存在的超大质量黑洞 (SMBH) 的潮汐效应。在此过程中，我们发现了一个称为损失区 (loss zone) 的必要工具，它补充了损失锥 (loss cone) 的使用。我们发现潮汐效应对双星形成的影响并不显著，且结果也不足以解释 LIGO 事件率估计的整体，特别是由于一个微引力透镜事件将该质量上 PBH 的 DM 占比从接近 1 约束到一个数量级更小。同时，早期宇宙双星形成情景被证明极为普遍，以至于 LIGO 信号反而将 PBH 占比约束在百分之一以下。因此，人们应将更多信心置于其他原初黑洞窗口与其他暗物质候选者上。
引用
@article{arxiv.2007.14559,
title = {Has LIGO Detected Primordial Black Hole Dark Matter? -- Tidal Disruption in Binary Black Hole Formation},
author = {Yuan Gao and Xiaojia Zhang and Meng Su},
journal= {arXiv preprint arXiv:2007.14559},
year = {2020}
}