利用脉冲星计时阵列探测超大质量黑洞标量化
广义相对论与量子宇宙学
2025-09-24 v2 宇宙学与河外天体物理
高能天体物理现象
高能物理 - 理论
摘要
具有与 Gauss-Bonnet 不变量耦合的标量场的标量-张量理论可以规避无毛定理，并允许黑洞周围存在非平凡的标量分布。这种耦合由一个长度尺度 λ 表征，从有效场论的角度来看，它设定了偏离广义相对论变得显著的阈值。LIGO/VIRGO 的约束表明 λ 很小，这意味着超质量黑洞不应发生标量化。然而，最近的工作表明，标量化可以在一个狭窄的质量窗口内发生，允许超质量黑洞标量化，同时不影响 LIGO/VIRGO 源。我们探讨了这种情况对脉冲星计时阵列最近观测到的随机引力波背景的影响。我们发现，标量化可以改变由圆形旋进的超质量黑洞双星产生的特征应变，并且当前数据显示出对非零 λ 的微弱偏好。然而，类似的信号也可能来自天体物理效应，如轨道偏心率或环境相互作用，这强调了需要改进建模和更长时间的观测来区分不同的情况。
引用
@article{arxiv.2505.20402,
title = {Probing supermassive black hole scalarization with Pulsar Timing Arrays},
author = {Clemente Smarra and Lodovico Capuano and Adrien Kuntz},
journal= {arXiv preprint arXiv:2505.20402},
year = {2025}
}
备注
26 pages, 10 figures, matches version published in PRD