原初黑洞作为近红外背景源的可行性研究

近红外背景（NIRB）是 1-10 $\mu$m 波段上未分辨源的集合光。在角尺度 $\theta \gtrsim 1$ 角分上测得的 NIRB 角功率谱超出已知星系种群预测约两个数量级。产生这些涨落的天体性质仍未知。本文检验原初黑洞（PBHs）作为 NIRB 超出部分源的可能性。将 PBHs 视为冷暗物质（DM）成分，我们在宇宙学框架下对吸积到 PBHs 上的气体发射进行建模。我们考虑了星系际介质（IGM）和 DM 晕中的吸积。在考虑 PBHs 的 X 射线发射导致的电离和加热的情况下，我们自洽地推导了 IGM 温度演化。除 $\Lambda$CDM 外，我们还考虑了一个考虑 PBHs 存在对线性物质功率谱修正的模型；并探索了两种 PBH 质量分布，即 $\delta$ 函数和 lognormal 分布。对每个模型，我们计算了质量为 1-$10^3~\mathrm{M}_{\odot}$ 的 PBHs 产生的 NIRB 平均强度和角功率谱。在 DM 完全由 PBHs 构成的极限情形下，PBH 发射对观测到的 NIRB 涨落的贡献小于 1%。若考虑当前对 PBHs 丰度的限制，该值降至小于 0.1%。我们得出结论：PBHs 作为 NIRB 的主要贡献源被排除。