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密集暗物质环境下的中间质量比例引力波:初始暗物质分布的影响

广义相对论与量子宇宙学 2026-02-10 v2 高能天体物理现象

摘要

最近的研究表明,利用激光空间天文台(LISA)的引力波可以探测到包围中间或极端质量比例引力波脱落体周围的密集暗物质分布。对这些系统建模需要演化二体与暗物质之间的耦合动力学。这也需要为暗物质分布设置合理的初始条件,而该初始条件本身又依赖于理解这些系统形成历史。在本文中,我们研究了这些系统形成历史的两个方面如何影响暗物质分布:引力吸积以及先前的合并事件。我们通过引入暗物质粒子的最小允许角动量来建模引力吸积,从而排除将被主要天体吸积的粒子。在模拟这样的分布中进行的引力波脱落时,我们发现与无环境情形下的脱相位较小,特别是对于更极端的质量比例而言。我们还模拟了一个在经历先前合并事件后仍残存的暗物质分布中进行的脱落。我们发现,与先前的脱落相比,在无环境情形下的脱相位减小在质量比例不那么极端时最为显著。尽管如此,对于这些不同初始数据情形下的暗物质环境效应,仍预计将被未来的空间基准探测器检测到。

关键词

引用

@article{arxiv.2508.21132,
  title  = {Intermediate mass-ratio inspirals in a dense dark-matter environment: Effects of the initial dark-matter distribution},
  author = {Benjamin A. Wade and David A. Nichols},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2508.21132},
  year   = {2026}
}

备注

19 pages + appendices, 5 figures, 2 tables; v2: matches version published in PRD