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遥远飞掠对双 primordial black hole 并合率的影响

宇宙学与河外天体物理 2020-10-28 v2

摘要

通过对双原初黑洞(PBH)系统演化进行蒙特卡洛模拟,我们估计了与单个 PBH 的遥远相遇对双 PBH 并合时间与并合率的影响。我们发现,对于 PBH 占暗物质很大比例(fPBH1f_\mathrm{PBH}\sim 1)的模型,大多数双星的并合时间期望分数变化可忽略不计,约为 10610^{-6}。对于 PBH 丰度显著更低的模型(fPBH1f_\mathrm{PBH}\ll 1),我们发现由相遇引起的双星寿命平均变化可达 O(102)\mathcal{O}(10^{-2}),且有少量双星经历寿命量级为 1 的变化。在无相遇情况下,我们还将并合时间的解析近似与数值演化双星系统进行比较,发现解析近似导致并合时间约 10%10\% 的误差。然而,当考虑这些效应后,计算所得并合率的变化可忽略,从而使先前基于观测到的并合双黑洞引力波信号对 PBH 丰度的限制更具可靠性。

关键词

引用

@article{arxiv.2006.15023,
  title  = {The impact of distant fly-bys on the rate of binary primordial black hole mergers},
  author = {Sam Young and Adrian S. Hamers},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2006.15023},
  year   = {2020}
}

备注

26 pages, 7 figures. V2: Updated to match the published version