原始黑洞作为普朗克星系暗黑物质及其未解的伽马射线背景
高能天体物理现象
2025-07-08 v1 宇宙学与河外天体物理
星系天体物理
摘要
若普朗克星系(Coma星系)中0.1%的暗黑物质由质量范围为10^-19至10^-17太阳质量的原始黑洞(PBH)构成,则其观测到的GeV级伽马射线辐射可潜在归因于Hawking辐射。辐射光谱与黑洞质量成反比,质量更轻的PBH辐射能量更高,可能落入GeV范围内。若Coma星系中0.1%的暗黑物质为该质量范围内的PBH,则可获得该星系GeV级辐射的拟合。我们随后研究了通过将未解伽马射线背景(UGRB)与弱引力透镜度量进行交叉关联,以约束蒸发型PBH的潜在方法。利用12年费米-LAT观测数据和暗能量 surveys Year 3的弱透镜测量,我们评估此类关联是否能揭示PBH伽马射线成分。虽然UGRB与大尺度结构之间存在统计显著关联,但该信号与来自类鲁本星等聚类天体物理源的辐射相符。将UGRB的可测比例归因于PBH蒸发需要极不现实的PBH丰度。我们还指出了一个称为Draco X的Coma星系群,位于红移z=0.12处。这些系统以来热稀疏星际气体的显著X射线辐射为特征,代表大型引力束缚结构。此类高红移星系群的存在及其特性为宇宙学探测提供了关键信息,为大尺度结构的形成与演化提供了洞察。进一步研究Draco X及类似的高红移星系,将提供更多关于大尺度结构的约束。
引用
@article{arxiv.2507.01421,
title = {Primordial Black Holes as Coma Cluster Dark Matter and the Unresolved {\gamma}-Ray Background},
author = {Jeremy Mould and Bhashin Thakore},
journal= {arXiv preprint arXiv:2507.01421},
year = {2025}
}
备注
submitted to PASA, abstract abridged