失踪的行动：新物理与黑洞质量间隙

我们展示了黑洞质量间隙作为基础物理新探针的能力。与标准模型耦合的新轻粒子可作为 population-III 恒星核心中额外的能量损失源，极大改变其演化。我们研究两种范式性弱耦合低质量粒子——轴子与隐藏光子——的效应，发现导致大量质量损失的脉动对不稳定性被抑制。结果，可能形成 $72\msun$ 或更重的黑洞，深陷于标准模型预言的黑洞质量间隙内部。质量间隙的上边界被提升至 $>130{\rm M}_\odot$，意味着在 LIGO 灵敏度升级后预期将观测到的更重黑洞也会受影响。相反，热产生的重粒子将留存于核心，导致诱人的可能性：它们驱动一种类似于电子-正电子对不稳定性的新不稳定性。我们解析研究此效应，发现避开电子-正电子对不稳定性的恒星可能经历这一新不稳定性。我们结合当前与未来的引力波干涉仪对双黑洞并合的探测讨论了我们的结果。