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重新审视中子星对原初黑洞的俘获

高能天体物理现象 2024-08-06 v4 宇宙学与河外天体物理

摘要

一个亚太阳质量原初黑洞(PBH)穿过中子星时,可以通过与致密恒星介质的相互作用损失足够的能量,从而被引力束缚于该恒星。一旦被俘获,PBH 将沉入中子星核心,并从内部将其完全消耗。在本文中,我们通过考虑中子星内部的现实解改进了先前的能量损失计算,并优化了对相互作用动力学和坍缩概率的处理。然后,我们考虑了亚太阳质量 PBH 群体对银河系中心附近中子星的影响。我们发现,由于速度弥散太高,无法通过 PBH 的动力学俘获来解释银河系中心缺乏观测到的脉冲星这一现象。接着我们表明,未来对靠近 Sgr A* 的年老中子星的观测可以对 PBH 丰度设定严格的约束。然而,这些约束无法扩展到目前尚未受约束的小行星质量范围,因为质量较小的 PBH 在与中子星的相互作用中会损失较少的能量,最终进入束缚过松的轨道,且很可能被银河系中心的其他恒星瓦解。

关键词

引用

@article{arxiv.2404.08057,
  title  = {Revisiting Primordial Black Hole Capture by Neutron Stars},
  author = {Roberto Caiozzo and Gianfranco Bertone and Florian Kühnel},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2404.08057},
  year   = {2024}
}

备注

16 pages, 8 figures