来自弦启发的广义无标度超引力的原初黑洞与次级引力波

在一般无标度超引力暴胀模型中，已对原初黑洞（PBH）暗物质的形成与标量诱导次级引力波（SIGWs）的产生进行了研究。通过在 Kähler 势中添加一个指数项，暴涨子经历一段超慢滚时期，且小尺度原初功率谱的幅度被增强至 $\mathcal{O}(10^{-2})$。原初曲率扰动的增强功率谱可同时具有尖锐与宽峰。我们的模型可产生宽泛质量范围的 PBH，且伴随的 SIGW 频率范围从纳赫兹到千赫兹。我们给出四个基准点，其生成的 PBH 质量分别约为 $\mathcal{O}(10^{-16}M_{\odot})$、$\mathcal{O}(10^{-12}M_{\odot})$、$\mathcal{O}(10^{-2}M_{\odot})$ 和 $\mathcal{O}(10^{2}M_{\odot})$。质量约为 $\mathcal{O}(10^{-16}M_{\odot})$ 与 $\mathcal{O}(10^{-12}M_{\odot})$ 的 PBH 可构成几乎全部暗物质，且伴随的 SIGW 可被即将建成的空间引力波天文台探测。此外，伴随恒星质量 PBH 形成而产生的 SIGW 可用于解释北美纳赫兹引力波天文台探测到的纳赫兹波段随机引力波背景，并可由未来的干涉式引力波天文台检验。