自相互作用暗物质晕模型中的原初黑洞并合率

我们研究了自相互作用暗物质（SIDM）晕模型中原初黑洞（PBHs）的并合率。为探索 SIDM 晕模型密度轮廓的数值描述，我们使用了先前针对 $\sigma/m=10~{\rm cm^{2}g^{-1}}$ 的 SIDM 晕模型所执行模拟的结果。我们还提出了一个浓度-质量-时间关系，可解释与 SIDM 模型相关的晕密度轮廓的演化。此外，我们研究了可能随机分布于暗物质晕介质中的 PBHs 的相遇条件。在这些假设下，我们计算了各晕内考虑 SIDM 晕模型的 PBHs 并合率，并与冷暗物质（CDM）晕模型所得结果进行比较。为此，我们采用晕维里化后时间作为晕质量的函数之定义。我们指出，对于 $f_{\rm PBH}>0.32$ 的 SIDM 晕模型能够产生足够的 PBH 并合，使其超过 CDM 晕模型所得者。通过考虑球塌缩晕质量函数，我们得到了关于 PBHs 累积并合率的类似结果。此外，我们计算了 PBH 总并合率的红移演化。为确定对 PBH 丰度的约束，我们研究了 PBHs 按其比例与质量的并合率，并与 Advanced LIGO (aLIGO)-Advanced Virgo (aVirgo) 探测器在第三次观测运行中估计的黑洞并合率进行比较。结果表明，在 SIDM 晕模型框架下，$10~M_{\odot}-10~M_{\odot}$ 事件的并合率可能落入 aLIGO-aVirgo 窗口内。我们还估计了 PBHs 比例与其质量之间的关系，这与我们的发现高度一致。