原始引力原子的随机引力波背景

我们提出原始引力原子（Primordial Gravitational Atoms, PGAs）的情景，这些在当前或过去的宇宙中可能由于旋转原始黑洞（PBHs）和非常轻的玻色场而存在。在单色质量情景中具有显著无量纲自转的情况下，这可能源于一个短暂的物质主导（MD）时代，我们分析其结果随机引力波背景（SGWB）信号。其光谱大约由约为f^3的上升特征，随后以f^{-1}的下降特征，其中f为频率。随后，我们研究了此类SGWB的约束与前景，发现具有核心质量为$M_{\rm BH}\sim {\cal O}(10)~M_{\odot}$且云状轻标量质为$\mu \sim {\cal O} (10^{-13})$ eV的PGAs，可能比裸PBHs更强地受到约束。未来的探测器如LISA、Taiji和TianQin能够在($\mu,M_{\rm BH}$)平面上探索PGAs，覆盖超过10个数量级的最大自转，$10^{-8}~M_{\odot}\lesssim M_{\rm BH}\lesssim 10^4~M_{\odot}$，$10^{-16}~{\rm eV}\lesssim \mu\lesssim 10^{-3}~\rm eV$。如果PGA携带向量云，则SGWB信号有更好的探测机会。