自相互作用暗物质解决了超大质量黑洞并合的最后秒差距问题

来自脉冲星计时阵列的观测正在积累证据，表明存在一个随机引力波背景，它可能源自超大质量黑洞的并合。一个悬而未决的问题是，旋进的超大质量黑洞如何越过“最后秒差距”的间距，在此间距它们倾向于停滞，直到引力波辐射单独能使双星并合。我们认为，如果暗物质具有量级为 $\,$cm$^2$/g 的自相互作用截面，那么来自黑洞周围暗物质尖峰的动力学摩擦足以解决这个难题。同样的效应导致引力波谱在低频处软化，正如当前数据所暗示的那样。对于无碰撞冷暗物质，摩擦沉积的能量如此之多，以至于尖峰被破坏，无法跨越最后秒差距；而对于自相互作用暗物质，晕的等温核心可以充当从超大质量黑洞轨道释放能量的储存库。一个现实的速度依赖性，例如由交换一个重媒介子（如暗光子）产生的，有利于很好地拟合引力波谱，同时提供一个足够大的核心。类似的速度依赖性已被提倡用于解决冷暗物质的小尺度结构问题。