利用IACTs通过原始黑洞进行光学微透镜观测
高能天体物理现象
2022-09-21 v1 宇宙学与河外天体物理
摘要
原始黑洞（PBHs）被假设为早期宇宙密度涨落的结果，是暗物质的候选者。当微透镜背景恒星时，它们引起流量的瞬态表观增强。用光学望远镜测量这些信号是约束10^{-10} M_⊙到10^{1} M_⊙范围内PBH丰度的有力方法。尤其对银河系恒星，需考虑源有限大小。对低PBH质量（本工作中≲10^{-8} M_⊙），可探测事件的平均持续时间随质量减小⟨t_e⟩∝M_PBH。对M_PBH≈10^{-11} M_⊙，我们发现⟨t_e⟩≲1 s。因此，可能需要快速采样探测器，因其可实现对低质量PBHs的探测。当前限制由光学波段2分钟至24小时的采样速度给出。地基成像大气切伦科夫望远镜（IACTs）优化用于探测由大气空气簇射诱导的∼ns长光学切伦科夫信号。如近期所示，这些仪器极大镜面积对快速光学瞬变（≪1 s，如小行星掩星）提供极高信噪比。我们研究IACTs的光学观测是否有助于将微透镜限制拓展至未约束质量范围M_PBH<10^{-10}M_⊙。我们讨论各望远镜类型执行这些搜索的限制因素。考虑真实源参数，我们计算当前与下一代IACTs在相关质量范围内的预期可探测微透镜事件率。
引用
@article{arxiv.2108.05636,
title = {Optical Microlensing by Primordial Black Holes with IACTs},
author = {Konstantin Pfrang and Tarek Hassan and Elisa Pueschel},
journal= {arXiv preprint arXiv:2108.05636},
year = {2022}
}
备注
8 pages, 3 figures, Proceedings of the 37th International Cosmic Ray Conference (ICRC 2021), Berlin, Germany