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通过一致的超轻子质量估计识别普罗卡星合并事件

广义相对论与量子宇宙学 2025-11-17 v2

摘要

尽管黑洞和中子星合并是当前引力波观测的最可能来源,但异星紧凑对象合并也可能模仿这些信号。普罗卡星(Proca stars)——由复杂向量型超轻子玻色-爱因斯坦浓度构成——因其潜在能够复制特定引力波事件并产生一致的玻色子质量 μB\mu_{B} 估计而受到广泛关注。我们在贝叶斯框架内使用混合模型,展示了可利用跨事件一致的玻色子质量估计来识别是否存在 \cor{的} \cor{数量} nn 的普罗卡星家族,这些家族分别由各自的玻色子质量 μBi\mu_{B}^{i} 所描述,即便没有单个事件能被明确识别为此类对象。我们的方法为 nnμBi\mu_{B}^{i} 提供了后验分布。将该框架应用于高质量事件 GW190521、GW190426_190642 \cor{和} GW200220_061928,我们获得的贝叶斯因子 Bn=1n=0=2{\cal{B}}^{n=0}_{n=1}=2 反对普罗卡星假设,主要源于当前普罗卡星合并 \cor{信号模型} 在内在弱头-on 情况下的局限。我们表明,在 90%90\% 可信水平下,通过 5 至 9 次类似事件集合的观测,即可实现 logBn=0n=15log{\cal{B}}^{n=1}_{n=0} \geq 5 的 conclusive 证据。我们的框架为检测异星紧凑对象提供了新方法,类比地将引力波探测器用作粒子探测器。

关键词

引用

@article{arxiv.2505.07544,
  title  = {Identifying Proca-star mergers via consistent ultralight-boson mass estimates across gravitational-wave events},
  author = {Ana Lorenzo-Medina and Juan Calderón Bustillo and Samson H. W. Leong},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2505.07544},
  year   = {2025}
}

备注

11 pages, 6 Figures