Каков эффект кластеризации PBH?

tech-stories black-holes black-hole-physics primordial-black-holes gravitational-wave-astronomy high-redshift-astronomy black-hole-mergers black-hole-clustering pbh-mass-function

Каков эффект кластеризации PBH?

3 сентября 2024 г.

Авторы:

(1) Антонио Риотто, Департамент теоретической физики, Женевский университет, набережная Ансермет, 24, CH-1211 Женева 4, Швейцария и Центр науки о гравитационных волнах (GWSC), Женевский университет, CH-1211 Женева, Швейцария;

(2) Джо Силк, Институт астрофизики, UMR 7095 CNRS, Университет Сорбонны, 98bis Bd Arago, 75014 Париж, Франция, Кафедра физики и астрономии, Университет Джонса Хопкинса, Балтимор, Мэриленд, 21218, США, и Институт астрофизики элементарных частиц и космологии Бикрофта, Кафедра физики, Оксфордский университет, Оксфорд, OX1 3RH, Великобритания.

Таблица ссылок

Аннотация и 1 Введение

2 Некоторые открытые вопросы

2.1 Какова распространенность ПГБ?

2.2 Каков эффект кластеризации PBH?

2.3 Какую часть наблюдаемых в настоящее время событий ГВ можно отнести к ПЧД?

2.4 Являются ли PBH темной материей?

3. Дорожная карта PBH

3.1 Слияния с высоким красным смещением

3.2 PBH-системы с субсолнечной энергией

3.3 Заполнение пробела в парной нестабильности с помощью PBH?

3.4 Эксцентриситет PBH, 3.5 Вращение PBH и 3.6 Будущие гамма-телескопы

4 Выводы и ссылки

2.2 Каков эффект кластеризации PBH?

Еще одним открытым вопросом, заслуживающим упоминания, является кластеризация PBH. Она может существенно повлиять на скорость слияния сливающихся двойных и, следовательно, на сигнал гравитационных волн, измеренный коллаборацией LIGO/Virgo и будущими экспериментами. Действительно, даже если изолированные двойные PBH не подвергаются значительному влиянию при столкновении с третьей PBH, двойные PBH, находящиеся в кластерах PBH, могут испытывать такие взаимодействия, тем самым изменяя ожидаемую скорость слияния. Поэтому важным вопросом для рассмотрения является кластеризация PBH или нет. Значительная кластеризация PBH может также изменить ограничения, возникающие из наблюдений микролинзирования и из-за космического микроволнового фона. Кластеризация также может иметь значение при определении спинов PBH. В то время как гравитационный коллапс сферической сверхплотности во время доминирования излучения порождает почти бесспиновые PBH [6], они могут приобрести большой спин при наличии аккреции [7]. Действительно, если PBH группируются, они могут легче сливаться, образуя двойные системы в поздние моменты времени, так что результирующая PBH, полученная в результате такого слияния, будет иметь ненулевое значение даже при отсутствии аккреции.

PBH, даже если они редки, потенциально важны для засева галактик и даже формирования квазаров при очень высоком красном смещении [11]. Это были бы PBH средней массы, которые усиливали бы локальный рост за счет гравитационной нестабильности холодной темной материи. В таком сценарии и массивные галактики, и сверхмассивные черные дыры формировались бы в эпохи, намного более ранние, чем в стандартной модели формирования структур. Более того, формирование сверхмассивных черных дыр предшествовало бы или совпадало бы с формированием массивных галактик, что фактически подтверждается недавними наблюдениями JWST [12].

Эта статьядоступно на arxivпо лицензии CC BY 4.0 DEED.

Оригинал

PREVIOUS ARTICLE

NEXT ARTICLE