轴子畴壁坍缩产生的原初黑洞

QCD 轴子可以解决强 CP 问题，并成为我们宇宙的暗物质。如果与轴子相关的 PQ 对称性破缺尺度低于暴胀再加热温度，轴子弦和畴壁将遍布宇宙。这些弦和壁大部分衰变成轴子暗物质，但有一小部分壁将是自封闭的曲面，不附着于任何弦。这些封闭的壁可以自身坍缩，将大量能量压缩到一个小体积中，并可能形成原初黑洞（PBHs）。我们结合半解析和数值方法，研究了这些自封闭壁的数密度和动力学，考虑了它们的尺寸分布、哈勃膨胀、非球面性以及畴壁动力学的所有阶段。我们发现，具有高轴子衰变常数 $f_a$ 的轴子模型，例如那些在早期物质主导宇宙学中感兴趣的模型，产生的 PBH 丰度有可能被未来的引力透镜巡天观测到。我们注意到，这里发展的形式体系对于预测其他表现出不稳定畴壁的模型中的残余 PBH 丰度也很有用。