超大质量原初黑洞周围的 $\mu$ 型畸变

在多种生成原初黑洞的机制中，预期每个黑洞形成时会伴随一个大致补偿黑洞质量的周围低密度区域。该区域将向外传播，并作为壳层以均匀背景中的声速膨胀。由于 Silk 阻尼导致的壳层耗散可能在 CMB 谱中产生可探测的 $\mu$ 型畸变。虽然当前对平均 $\mu$ 型畸变的上限为 $\left| \bar{\mu}\right|\lesssim10^{-4}$，标准 $\Lambda$CDM 模型预言 $\left| \bar{\mu}\right|\sim10^{-8}$，这可能在未来的任务中被探测到。本工作表明，对超出 $\Lambda$CDM$的$\bar{\mu}$的非观测可以为质量范围$10^{6}M_{\odot}\lesssim M\lesssim10^{15}M_{\odot}$内的超大质量原初黑洞的密度给出一个新的上限。此外，初始质量$M\gtrsim10^{12}M_{\odot}$的黑洞可能在 CMB 的$\sim 1^{\circ}$角尺度上留下$\mu\gtrsim10^{-8}$ 的点状畸变，而其非观测将对这些超大原初黑洞的丰度施加更严格的限制。