针对已知黑洞周围超轻矢量玻色子云引力波搜寻的方法与前景

超轻玻色子在许多标准模型扩展中被预言，并且是流行的暗物质候选者。黑洞超辐射机制使得仅利用其引力相互作用即可探测这些粒子。在此情形下，超轻玻色子云可能围绕旋转黑洞自发形成，并提取黑洞质量中不可忽略的一部分。这些振荡云产生准单色、长持续时间的引力波，可能被地基或空基引力波探测器探测到。我们讨论了一种基于隐马尔可夫模型的新型长持续时间信号跟踪方法探测超轻矢量玻色子云产生的引力波信号的能力，包括信号频率演化时标远短于典型连续波信号的情形。我们量化了当前及下一代地基探测器对矢量玻色子云的探测视距。我们证明，由质量 $\gtrsim 60 M_{\odot}$、自旋 $\gtrsim 0.6$ 的黑洞所承载的矢量云，在当前代探测器的可达光度距离内可达 $\sim 1$ Gpc。该搜寻方法使得人们能够针对引力波探测器探测到的致密双星并合遗迹黑洞周围的矢量玻色子云进行靶向搜寻。我们讨论了并合事件天区定位的影响，并证明由当前代探测器网络合理良好定位的典型遗迹黑洞在后续搜寻中是可触及的。