标题：Constraints on compact dark matter from lensing of gravitational waves for the third-generation gravitational wave detector
作者：Huan Zhou, Zhengxiang Li, Kai Liao, Zhiqi Huang
发表刊物：Monthly Notices of the Royal Astronomical Society
发表时间：2022-10-20
简介：自从LIGO-Virgo联合观测实验探测到双黑洞的第一个引力波事件以来，引力波已成为天体物理学和宇宙学的重要研究对象和探测手段。如果致密的暗物质物体，例如原初黑洞在很宽的质量范围内贡献了很大一部分暗物质，它们将在具有长波长的引力波信号中引起微透镜效应，这与来自天体物理物体的电磁信号的透镜效应不同。我们可以利用引力波的微透镜效应来限制致密型暗物质的丰度。
在本项工作中，我们应用来自双黑洞的引力波的透镜效应来推导出对第三代地面引力波探测器Cosmic Explorer的致密型暗物质丰度的限制。我们首先考虑对低红移和高红移引力波源有贡献的两种双黑洞形成渠道，包括天体起源双黑洞情景和原初起源的双黑洞情景。其次，与光学深度法相比，我们使用贝叶斯分析推导了考虑不同透镜质量函数的致密型暗物质丰度的约束。对于具有 1000 个检测到的双黑洞引力波事件的零引力透镜率检验，我们发现在68%的置信水平下，在大于500个太阳质量的质量范围内，致密型暗物质的丰度可以限制在千分之一以下。 此外，如果在检测到的100个双黑洞引力波事件中检测到一个由具有质量在100到300太阳质量之间的致密暗物质物体透镜化的引力波事件，我们可以从贝叶斯分析推导出致密暗物质丰度上限的估计在2.3%到25.2%之间。这样的限制能力将和快速射电暴的引力透镜等其他致密型暗物质探测手段可比拟，并且互为补充。
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