射电引力波对原始黑洞丰度的约束：扩展质量分布情景

我们研究了下一代引力波探测器爱因斯坦探测器(Einstein Telescope)和 LISA 对原始黑洞相对于暗物质丰度的最小约束，分别来自可解析的合并事件和随机引力波背景(SGWB)，并考虑扩展的原始黑洞质量分布。我们考虑广泛的幂律分布，其指数 $\gamma$ 取正负范围内的值，以及顶帽分布( $\gamma=0$)，并使用 IMRPhenomXAS waveforms 模拟至质量比 $q_\mathrm{max} = 1000$ 和红移 $z=300$ 的二进制源。我们的结果表明，考虑扩展质量分布对高红移 $z > 30$ 处的约束影响最大，此时约束曲线拥有更广的质量窗口并向更高丰度移动；相反，来自低红移合并和 SGWB 的约束对所采用的质量分布影响不大。在高红移处，天体学黑洞的贡献预计很小，这为原始黑洞提供了可能的 smoking-gun 证据。LISA 和 ET 的观测约束相互补充，通过探测不同质量窗口来检验原始黑洞，这一点也适用于本文所研究的扩展质量分布。