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考虑一般动力学摩擦的中间质量比例引发

高能天体物理现象 2025-11-20 v3

摘要

中间质量比例引发(IMRIs)可能被暗物质(DM)小尖锥所包围。这些DM小尖锥结构的动力学摩擦会影响IMRIs的动力学和引力波(GW)辐射。我们分析了一般动力学摩擦的影响,特别是来自在偏心IMRI中远离星质量黑洞的DM粒子的贡献。我们的计算显示,这些DM粒子倾向于使轨道偏心化,因此,偏心率的演化取决于快运动DM粒子与慢运动DM粒子之间的相互作用。结果表明,当γsp2.0\gamma_\mathrm{sp}\lesssim2.0时,动力学摩擦会增强偏心率,且一般动力学摩擦能够增加偏心率。我们还分析了一般动力学摩擦对GW特征应变的影响。结果表明,在较低频率下,特征应变被抑制,随着DM小尖锥的幂律指数γsp\gamma_\mathrm{sp}增大,特征应变的峰值出现在更高的频率。首次建立了GW特征应变频率峰值与γsp\gamma_\mathrm{sp}之间的关系。借助这一解析关系,未来可能从GW数据中确定暗物质及其周边密度。

关键词

引用

@article{arxiv.2405.19240,
  title  = {Intermediate-mass-ratio inspirals with general dynamical friction in dark matter minispikes},
  author = {Yu-Chen Zhou and Hong-Bo Jin and Cong-Feng Qiao and Yue-Liang Wu},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2405.19240},
  year   = {2025}
}

备注

7 pages, 4 figures, reviewed by APJ