奥尔特云作为原始黑洞的引力探测器

行星系统可作为暗物质的灵敏引力探测器。我们研究奥尔特云天体受原始黑洞 (PBHs) 引力散射的情形，将 PBHs 视为银河系暗物质组成的潜在组成部分。计算 PBHs encounters 将天体从奥尔特云中 eject 或注入地球交叉轨道的速率，我们发现对于 $m_{\mathrm{PBH}} \gtrsim 10^{-10} M_\odot$，速率呈线性比例 $\Gamma \propto m_{\mathrm{PBH}}$。对于 $m_{\mathrm{PBH}} \sim 10^3 M_\odot$，若 PBHs 构成全部本地暗物质，则在太阳系生命周期内将 eject 约 $1.3\times10^{12}$ 个天体，相当于奥尔特云总体数的多少，且注入地球交叉轨道的天体约为 $2.6\times10^{10}$。将这些速率与来自长期周期彗星通量和地面撞击记录的观测限制进行比较，我们推导出 PBH 暗物质占比 $f_{\mathrm{PBH}}$ 的上限。我们最严格的限制排除了 $f_{\mathrm{PBH}}=1$ 对于 $10^2 M_\odot \lesssim m_{\mathrm{PBH}} \lesssim 10^5 M_\odot$，在 $m_{\mathrm{PBH}} = 10^3 M_\odot$ 时 $f_{\mathrm{PBH}} \lesssim 0.002$。对于小行星质量窗口 ($10^{17}$-$10^{23}$ g)，散射速率远低于可观测效应。这些太阳系基础的限制补充了现有的天体物理探针，表明行星系统可作为紧凑暗物质的灵敏引力探测器。