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带有暗物质微型尖峰的中等质量比旋近

广义相对论与量子宇宙学 2022-09-14 v2

摘要

分布在中等质量黑洞(IMBH)周围的暗物质(DM)形成一个超密区域,称为DM微型尖峰。我们考虑由带有DM微型尖峰的IMBH和围绕IMBH做偏心轨道旋近的小黑洞组成的双星系统。影响轨道演化的因素包括系统的引力、DM微型尖峰引起的小黑洞的动力学摩擦与吸积,以及引力波(GWs)的辐射反作用。利用密切轨道方法,我们发现当半通径 p<<105Rsp<<10^5 R_sRsR_s 为IMBH的Schwarzschild半径)时,主导因素是来自DM微型尖峰的动力学摩擦与吸积以及辐射反作用。当 p>>105Rsp>>10^5 R_s 时,来自DM微型尖峰的引力主导轨道演化。DM微型尖峰的存在导致轨道偏离Keplerian轨道,例如产生额外的轨道进动,进而在GW波形中产生额外的相移。通过计算带有和不带有DM微型尖峰的GWs的信噪比以及它们之间的失配,我们表明DM微型尖峰在GW波形中的效应有望被未来的空间GW探测器(如LISA、Taiji和Tianqin)探测到。

关键词

引用

@article{arxiv.2111.13514,
  title  = {Intermediate Mass-Ratio Inspirals with Dark Matter Minispikes},
  author = {Ning Dai and Yungui Gong and Tong Jiang and Dicong Liang},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2111.13514},
  year   = {2022}
}

备注

29 pages, 13 figures, 1 table; Comments are welcome