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银河系中微弯引力对暗物质模型的约束

星系天体物理 2025-12-09 v3 宇宙学与河外天体物理

摘要

我们利用 OGLE 调查获取的五年微弯引力数据,探讨原始黑洞 (PBHs) 作为暗物质候选者的丰度约束。尽管 OGLE 约有 2000 多个微弯引力事件大多可由星际天体(如棕矮星、主序星和致密残余体)解释,但一小部分六个超短时程事件 (tE0.10.3 dayst_E \sim 0.1\text{--}0.3~\mathrm{days}) 可能暗示 PBHs 的存在。基于采用 Navarro-Frenk-White (NFW) 暗物质轮廓的 prior 工作,我们检验替代暗物质 halo 模型—— Specifically 指的是 Einasto 和 Burkert 轮廓,对微弯引力预测及 PBHs 丰度约束的影响。在银河系运动学数据影响下,我们确定两者模型的 (rs,ρsr_s, \rho_s) 范围。我们计算两种模型的微弯引力事件率,并以主序星事件率作为观测基准。结果表明,Einasto 和 Burkert 模型均未能再现主序星事件分布,但两者均能解释超短时程事件,PBH 质量为 MPBH105MM_{\mathrm{PBH}} \sim 10^{-5} M_\odot。在假设 OGLE 数据集中未观察到 PBH 的 null 假设下,我们进行泊松似然分析,给出 95% C.L.95\%~\text{C.L.} 上下界,对两种模型分别求得 fPBHf_{\mathrm{PBH}} 的约束,发现 Burkert 模型下的约束显著放宽于 NFW 情形。这些结果表明 PBHs 约束对假设的暗物质 halo 结构高度敏感,强调准确建模 Galactic 内部密度轮廓以稳健评估 PBH 暗物质情景的重要性。

关键词

引用

@article{arxiv.2507.00770,
  title  = {Microlensing of dark matter models in the Milky Way},
  author = {Bichu Li and Chan-Yu Tang and Zhuo-Ran Huang and Lei-Hua Liu},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2507.00770},
  year   = {2025}
}

备注

To be published in JCAP