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星系孤立黑洞周围玻色子云连续引力波信号的特征

Sylvia J.Zhu、Masha Baryakhtar、Maria Alessandra Papa、Daichi Tsuna、Norita Kawanaka和Heinz-Bernd Eggenstein
物理学。版次D102,063020–2020年9月21日出版

摘要

超轻玻色子可以通过超辐射不稳定性在恒星质量黑洞周围形成大的云。通过湮灭等过程,这些玻色子可以产生频率在LIGO和处女座范围内的连续引力波信号。如果发生玻色子湮灭,那么银河黑洞群将产生许多引力信号;我们将其称为系综信号。我们描述了引力波探测器观测到的系综信号;这一点很重要,因为系综信号具有连续波信号具有玻色子湮没起源的主要特征。我们探索了一组广泛的黑洞布居参数如何影响产生的自旋-0玻色子湮没信号,并通过最近对连续引力波的搜索来考虑其可探测性。人口108质量高达30M(M)并且在0和1之间的平坦的无量纲初始自旋分布产生高达1000个信号,这些信号的声音原则上足以被这些搜索检测到。对于更适度旋转的粒子群,信号数量下降了约一个数量级,对于某些玻色子质量,仍会产生多达100个可检测信号。频率在100到1200赫兹之间的湮灭信号的不被检测,不利于剩余能量在以下范围内的标量玻色子的存在2×10132.5×1012电子伏最后,我们表明,根据黑洞总体参数,在假设搜索孤立信号的连续波上限对密集系综的信号仍然有效时必须小心:在200到300 Hz之间,我们敦促在解释4×10136×1013电子伏.

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  • 收到日期:2020年3月26日
  • 接受日期:2020年8月31日

内政部:https://doi.org/10.103/PhysRevD.102.063020

美国物理学会根据知识共享署名4.0国际许可证。这部作品的进一步分发必须保持作者和已发表文章的标题、期刊引用和DOI的归属。马克斯·普朗克学会资助的开放存取出版物。

美国物理学会出版

物理学科标题(PhySH)

引力、宇宙学和天体物理学粒子和场

作者和附属机构

西尔维亚·J·朱1,2,3,*,Masha Baryakhtar公司4,†,玛丽亚·亚历山德拉·帕帕1,2,5,‡,大池村6,7,§,Norita Kawanaka公司8,9、和海因茨·伯恩德·艾根斯坦1,2

  • 1德国汉诺威D-30167 Callinstraβe 38 Max-Planck-Institut für引力物理研究所
  • 2德国汉诺威莱布尼茨大学D-30167
  • DESY,D-15738 Zeuthen,德国
  • 4美国纽约州纽约市纽约大学物理系宇宙学和粒子物理中心,邮编10003
  • 5美国威斯康星州密尔沃基市密尔沃克威斯康星大学,邮编53201
  • 6日本东京洪野东京大学早期宇宙研究中心(RESCEU),邮编:113-0033
  • 7日本东京洪野东京大学科学院物理系,东京113-0033
  • 8日本京都大学科学研究生院天文学系,日本京都606-8502
  • 9日本京都市坂尾区吉田本町博友中心606-8501

  • *sylvia.zhu@desy.de
  • mbrayakhtar@nyu.edu
  • maria.alessandra.papa@aei.mpg.de
  • §tsuna@resceu.su-tokyo.ac.jp

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第102卷,第。2020年9月6日至15日

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