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太阳质量黑洞起源的检验

高能天体物理现象 2021-02-24 v2 宇宙学与河外天体物理 高能物理 - 唯象学

摘要

质量在 12.5M\sim 1-2.5 M_{\odot} 范围内的太阳质量黑洞并非传统恒星演化所预期,但可以通过捕获小型原初黑洞(PBHs)引发的中子星(NS)内爆,或某些种类粒子暗物质的积累而自然产生。我们认为,此类“蜕变”太阳质量黑洞的一个独特特征是它们的质量分布将遵循中子星的质量分布。这将不同于传统恒星演化或早期宇宙原初黑洞产生所预言的太阳质量范围内黑洞的质量函数。我们提出,在 12.5M\sim 1-2.5\,{\rm M}_\odot 的窄质量窗口内分析太阳质量黑洞种群的质量分布,可为这些黑洞的起源提供一个简单而有力的检验。最近的 LIGO/VIRGO 引力波(GW)对双体并合事件 GW190425 和 GW190814 的观测与 1.52.6 M\sim 1.5-2.6~M_{\odot} 范围内的黑洞质量一致。尽管这些结果助长了关于暗物质蜕变太阳质量黑洞的猜测,我们证明这些特定事件的起源不太可能源于中子星内爆。即将到来的引力波观测数据将能够以高置信度区分太阳质量黑洞与中子星。这一能力将促进并提升我们所提出检验的有效性。

关键词

引用

@article{arxiv.2008.12780,
  title  = {Test for the Origin of Solar Mass Black Holes},
  author = {Volodymyr Takhistov and George M. Fuller and Alexander Kusenko},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2008.12780},
  year   = {2021}
}

备注

6 pages, 1 figure, 1 table