早期宇宙中的超低质量原初黑洞可解释 PTA 信号
宇宙学与河外天体物理
2023-12-27 v2 广义相对论与量子宇宙学
高能物理 - 唯象学
摘要
脉冲星计时阵列合作组近期宣布在纳赫兹频率发现随机引力波背景（SGWB）。我们分析了早期宇宙中超低质量原初黑洞（PBHs）主导所产生的引力波信号，并表明它们可以解释这一近期发现。该情形需要暴胀标量扰动功率谱具有相对宽的峰值，其谱指数在 至 的窄范围内。由此产生的 PBH 种群质量约为 g，初始丰度 介于 与 之间。我们发现，假设超大质量黑洞为源头的通用模型相比，数据更倾向于此解释。这些极轻 PBH 会在大爆炸核合成（BBN）之前衰变；然而，即将到来的第三代地面激光干涉仪将能通过观测 PBH 形成期间产生的引力波谱来检验该模型。此外，与我们情形相关的标量功率谱将在探测 CMB 谱畸变的 PIXIE 可及范围内。
引用
@article{arxiv.2308.07912,
title = {Ultra-low mass PBHs in the early universe can explain the PTA signal},
author = {Nilanjandev Bhaumik and Rajeev Kumar Jain and Marek Lewicki},
journal= {arXiv preprint arXiv:2308.07912},
year = {2023}
}
备注
v1: 6 pages, 2 figures, v2: 8 pages, 3 figures, version accepted for publication in Phys. Rev. D