引力波聚类中原始黑洞的特征
摘要：原始黑洞的可能存在是现代宇宙学中的一个未解之谜。在对此进行测试的众多方法中，来自它们合并的引力波是一种强大的工具。在这项研究中，我们研究了恒星质量原始黑洞二进制系统如何影响未来引力波调查中合并事件聚类的测量。我们考虑了早期和晚期宇宙中形成的原始黑洞二进制系统，并且证明了它们引入的功率谱修正可以在$sim 2sigma-3sigma$（取决于一些假设）时被检测到，只要原始黑洞合并事件的数量占到检测到的事件总数的$sim 60\%$。通过与星系调查的交叉相关，这个阈值可以降低到$sim 40\%$。在引力波源的红移测量不确定度较高的情况下，约束会降低约一倍。假设原始黑洞合并速率的理论模型，我们可以将我们的结果转化为关于原始黑洞暗物质比例$f\_{ m PBH}$的约束。最后，我们进行了贝叶斯模型选择预测，并确认我们所提出的分析方法可以探测到约$sim30M\_odot$的原始黑洞，如果它们占到$f\_{ m PBH}sim 10^{-4} -10^{-3}$，根据考虑的模型不确定性而定，因此与其他探测方法相当。
作者：Sarah Libanore, Michele Liguori, Alvise Raccanelli
论文ID：2306.03087
分类：Cosmology and Nongalactic Astrophysics
分类简称：astro-ph.CO
提交时间：2023-08-22