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大质量黑洞周围暗物质的普适密度与速度分布

星系天体物理 2025-09-01 v2 宇宙学与河外天体物理 广义相对论与量子宇宙学 高能物理 - 唯象学

摘要

星系中心的暗物质分布对于间接搜索至关重要,但目前仍不确定。特别是,在星系中心大质量黑洞附近,间接信号可能更强,暗物质尖峰的密度可能会经历重新分布。在这里,我们计算了源于各种初始暗晕的 Schwarzschild 黑洞周围的密度,并估算了暗物质粒子的速度分布。通过采用一系列 Hernquist 和幂律初始暗晕,我们获得了暗物质尖峰与黑洞质量之间的拟合公式。利用 Maxwell-Boltzmann 分布来近似暗物质粒子的速度分布。作为应用,考虑到暗物质自湮灭,我们评估了黑洞周围暗物质尖峰的遗留密度。我们发现 s 波湮灭的遗留尖峰高于 p 波湮灭,且 p 波湮灭获得的遗留密度依赖于速度分布,随距离变化显著。这些发现将为未来的多信使暗物质探测提供有用的见解。

关键词

引用

@article{arxiv.2503.02573,
  title  = {Universal Density and Velocity Distributions of Dark Matter around Massive Black Holes},
  author = {Zi-Chang Zhang and Hai-Chao Yuan and Yong Tang},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2503.02573},
  year   = {2025}
}

备注

31 pages, 10 figures; Accepted by Phys. Rev. D