瞬变电磁源可探测银河系中的孤立黑洞
广义相对论与量子宇宙学
2025-02-05 v2 星系天体物理
高能天体物理现象
太阳与恒星天体物理
摘要
据估计，银河系内拥有多达十亿个恒星级孤立黑洞（BH）。黑洞的数量及其质量分布可为黑洞形成过程、原初黑洞的存在性以及 LIGO-VIRGO-KAGRA 探测到的引力波（GW）信号的解读提供关键信息。{Sahu 等人近期利用天体测量微引力透镜确认了银河系中存在一个恒星级孤立黑洞}。本文提出了一种新机制，通过分析由黑洞与来自瞬变电磁（TEM）源的电磁波相互作用产生的引力波的准正规模频率和阻尼来识别此类黑洞。入射电磁波会扭曲黑洞的曲率，当黑洞恢复稳态时会释放引力波。利用协变半标架形式，我们通过 \emph{Regge-Wheeler 张量}量化了产生的引力波，并将引力波振幅与 TEM 的能量联系起来。我们证明，距离地球 50 pc 的孤立黑洞可被 LIGO A+ 探测到，而距离 100 pc 的孤立黑洞可被 Cosmic Explorer/Einstein Telescope 探测到。此外，我们还讨论了与伽马射线暴（GRBs）相关的孤立余辉的观测意义，强调了进一步发现的潜力。
引用
@article{arxiv.2401.02790,
title = {Transient electromagnetic sources can detect solitary black holes in Milky Way galaxy},
author = {Susmita Jana and Rituparno Goswami and S. Shankaranarayanan and Sunil D. Maharaj},
journal= {arXiv preprint arXiv:2401.02790},
year = {2025}
}
备注
V2: Version accepted in MNRAS Letters. The discussions expanded to more generic transient EM sources and implications for LIGO A+, Cosmic Explorer, and Einstein Telescope