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由原初黑洞丰度对原初磁场的限制

宇宙学与河外天体物理 2020-05-28 v2 广义相对论与量子宇宙学

摘要

原初磁场(PMF)是解释观测到的大尺度磁场(例如星系际磁场)的可行候选者之一。我们提出一种新机制,基于原初黑洞(PBH)的丰度来获取小尺度 PMF 的信息。PMF 的各向异性应力可作为早期宇宙中超视界曲率扰动的源。若 PMF 的振幅足够大,由此产生的密度扰动也具有大振幅,从而增强 PBH 丰度。由于 PMF 的各向异性应力由磁场的平方构成,密度扰动的统计服从非高斯分布。假设 PMF 为高斯分布且功率谱为 delta 函数型,基于蒙特卡洛方法,我们得到密度扰动的近似概率密度函数,它是将 PMF 振幅与 PBH 丰度相联系的重要部分。最后,我们在 102  Mpc1k1018  Mpc110^{2}\;{\rm Mpc}^{-1} \leq k\leq 10^{18}\;{\rm Mpc}^{-1} 上给出了对 PMF 振幅的最强限制,为几百纳高斯,这是典型宇宙学观测从未达到的尺度。

关键词

引用

@article{arxiv.2002.01286,
  title  = {Limits on primordial magnetic fields from primordial black hole abundance},
  author = {Shohei Saga and Hiroyuki Tashiro and Shuichiro Yokoyama},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2002.01286},
  year   = {2020}
}

备注

18 pages, 4 figures