使用 PopSyCLE 进行原始黑洞暗物质模拟

原始黑洞（PBH）被认为起源于早期宇宙，被推测是一种可行的暗物质形式。如果它们存在，应该可以通过银河系中恒星引力微透镜产生的测光和天体测量信号来探测。致密天体透镜事件种群合成（Population Synthesis for Compact-object Lensing Events，PopSyCLE）是一个模拟代码，使用户能够模拟微透镜巡天，并且是首个同时包含测光和天体测量微透镜效应的同类代码，这对潜在的 PBH 探测与表征十分重要。为了估计可观测 PBH 微透镜事件的数量，我们修改 PopSyCLE 以包含一个由 PBH 组成的暗物质晕。我们详述了我们的 PBH 种群模型，并通过 OGLE-IV 和 Roman 微透镜巡天的模拟展示了我们的 PopSyCLE + PBH 结果。我们提供了将 PBH 加入 PopSyCLE 的概念验证分析，因此包含了许多简化假设，例如 $f_{\text{DM}}$（由 PBH 组成的暗物质比例）和 $\bar{m}_{\text{PBH}}$（PBH 平均质量）。假设 $\bar{m}_{\text{PBH}}=30$ $M_{\odot}$，我们发现 PBH 微透镜事件数量约为恒星演化黑洞事件的 3.6$f_{\text{DM}}$ 倍，PBH 平均峰值爱因斯坦穿越时间约为 91.5 天，估计在 8 年 OGLE-IV 结果中约有 $10^2f_{\text{DM}}$ 个 PBH 事件，并估计 Roman 在其计划的微透镜巡天中将探测到约 1,000$f_{\text{DM}}$ 个 PBH 微透镜事件。