椭球坍缩暗物质晕模型中的原初黑洞并合率
宇宙学与河外天体物理
2021-06-11 v3 广义相对论与量子宇宙学
摘要
我们研究了晕的椭球坍缩模型中原初黑洞（PBHs）的并合率，以通过Advanced LIGO（aLIGO）探测器探测到的引力波所估计的PBH并合来解释暗物质丰度。我们指出，椭球模型中每个晕内的PBH并合率比球状模型更为显著。我们明确，椭球坍缩晕模型下单位时间单位体积的PBH并合率比相应的球状模型约高一个数量级。此外，我们计算了PBH总并合率随红移的演化。结果表明，正如模型所预期，椭球晕模型的演化比球状晕模型更为敏感。最后，我们在椭球与球状模型的框架下给出了对PBH丰度的约束。通过将结果与第三次观测运行（O3）期间的aLIGO并合事件比较，我们表明椭球坍缩晕模型中的并合率落在aLIGO窗口内，而球状坍缩模型则不满足该结果。此外，我们针对若干PBH质量比较了椭球坍缩晕模型中按PBH所占比例计的总并合率。结果表明，PBH的总并合率随其质量增大而反比变化。我们还估算了椭球坍缩晕模型中PBH比例与其质量之间的关系，并针对窄质量分布的PBHs给出了该关系。结果显示，由椭球坍缩晕模型的PBH并合率推断出的约束可能强于球状坍缩模型的相应结果。
引用
@article{arxiv.2012.03211,
title = {Primordial Black Hole Merger Rate in Ellipsoidal-Collapse Dark Matter Halo Models},
author = {Saeed Fakhry and Javad T. Firouzjaee and Mehrdad Farhoudi},
journal= {arXiv preprint arXiv:2012.03211},
year = {2021}
}
备注
13 pages, 6 figures, refs. added