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来自单颗亚太阳质量引力波探测的原始黑洞暗物质含义(LVK O1--O4)

宇宙学与河外天体物理 2026-05-13 v2 高能天体物理现象

摘要

亚太阳质量黑洞的探测是现代天文学的里程碑,它可能开启新星物理或潜在揭示暗物质作为原始黑洞 (PBH) 的之门。2025年11月12日,LIGO-Virgo-KAGRA (LVK) 联合报告了致密二元合并候选信号 S251112cm,系统无明显电磁对应物,符合二黑洞合并,脉冲质量范围为 0.10.87M0.1-0.87 \, M_\odot。至少一个组成部分质量 <1M<1 M_{\odot} 的概率为 >99%>99\%。以此触发为灵感,我们测试了由具有广义质量函数的量子色动力学时代形成的 PBH 群是否能解释此类信号。我们的结果对应于 LVK O3b 预测的事件率为 0.8yr10.8 \,\text{yr}^{-1},若该触发被确认为天文事件,观察到的合并率为 0.230.218+0.86yr1  (95%  C.L.)0.23^{+0.86}_{-0.218}\,\text{yr}^{-1}\;(95\%\;\text{C.L.}),则与此模型相容。我们的预测检测率也与当前 LVK 对星际质量二元的预期相符,保持与非零比例 3200  M3-200 \;M_\odot 的合并由原始黑洞产生的情形相容。如果确认此探测,将为我们所采纳模型下的 PBH 丰度设定下限 fPBH>0.04f_{PBH}>0.04

关键词

引用

@article{arxiv.2602.21295,
  title  = {Implications for Primordial Black Hole Dark Matter from a Single Subsolar Mass Gravitational-wave Detection in LVK O1--O4},
  author = {Alberto Magaraggia and Nico Cappelluti},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2602.21295},
  year   = {2026}
}

备注

9 pages, 2 figures, Published in ApJ. Title updated to match the accepted journal version; minor revisions to the text