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由暗-sector一阶相变产生的原初黑洞所诱发的Ia型超新星

高能天体物理现象 2023-05-25 v1 高能物理 - 唯象学

摘要

质量为 1015MPBH/M101010^{-15}\leq M_{\rm PBH}/M_{\odot}\leq 10^{-10} 的原初黑洞(PBH)目前超出微透镜与黑洞(BH)蒸发方法的灵敏度。一种新情景被提出:当质量 1014MPBH/M101110^{-14}\leq M_{\rm PBH}/M_{\odot}\leq 10^{-11} 的PBH穿过由碳和氧构成的白矮星(WD)时,反应介质中的Bondi-Hoyle-Lyttleton(BHL)吸积产生激波,在WD核心引发直接爆燃点火,进而导致热核超新星(SNe Ia)。本研究旨在通过比较PBH假说与观测数据的SN Ia事件率,对PBH占暗物质(DM)丰度比例 fPBHf_{\rm PBH} 施加约束。对于小于1的PBH比例,我们发现观测事件率偏好PBH质量区间 7.6×1013MPBH/M6.1×10127.6\times 10^{-13}\leq M_{\rm PBH}/M_{\odot}\leq 6.1\times 10^{-12}(基于Navarro-Frenk-White(NFW)轮廓)。同时,上述PBH质量与丰度可通过暗-sector中宇宙学一阶相变(FOPT)高效产生,该相变关联 O(MeV)\mathcal{O}({\rm MeV}) 能量尺度,从而产生互补的随机引力波(GWs)信号,其峰值频率从 10610^{-6} Hz 到 10510^{-5} Hz,可被未来 μ\muAres GW干涉仪探测。

关键词

引用

@article{arxiv.2305.14399,
  title  = {Type Ia Supernovae Induced by Primordial Black Holes from Dark First-Order Phase Transition},
  author = {Pin-Jung Chen and Po-Yan Tseng},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2305.14399},
  year   = {2023}
}

备注

15 pages, 4 figures, 3 tables