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将微透镜作为原初黑洞暗物质的探测手段

高能天体物理现象 2025-03-26 v3 宇宙学与河外天体物理 高能物理 - 唯象学

摘要

伽马射线暴的引力透镜视差是探测小行星质量窗口 2×1016MMPBH5×1012M2\times 10^{-16}M_{\odot} \lesssim M_{\text{PBH}} \lesssim 5 \times 10^{-12}M_{\odot} 内原初黑洞(PBH)暗物质的一种极具吸引力的手段。文献中的近期工作表明,如果未来的空间任务在 Swift/BAT 级别搭载两个 X 射线/伽马射线探测器,且探测器间距基线在地球-月球距离量级,这种“微透镜”信号将展现出令人振奋的潜在探测范围。我们重新审视了这些预测,旨在理解它们对与 GRB 相关的各种不确定性的鲁棒性。最重要的是,我们研究了观测到的 GRB 角尺度的不确定性对未来任务探测范围预测的影响。总体而言,我们确认微透镜在探索小行星质量窗口方面展现出巨大前景;然而,我们发现先前的研究在所需基线方面可能过于乐观。至少在地球-L2 距离量级的探测器基线将使此类任务对 GRB 尺寸不确定性更具鲁棒性;天文单位(AU)量级的基线将额外实现等于或超过现有微透镜约束的探测范围,直至 MPBH2×108MM_{\text{PBH}} \sim 2 \times 10^{-8} M_{\odot}

关键词

引用

@article{arxiv.2411.12947,
  title  = {Picolensing as a Probe of Primordial Black Hole Dark Matter},
  author = {Michael A. Fedderke and Sergey Sibiryakov},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2411.12947},
  year   = {2025}
}

备注

39 pages, 13 figures. Published version