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黑洞质量间隙作为米尔奇arged粒子的新探测器

The Black Hole Mass Gap as a New Probe of Millicharged Particles

Istituto Nazionale di Fisica Nucleare (INFN), Sezione di Napoli(意大利国家核物理研究所(INFN)那不勒斯分部);Deutsches Elektronen-Synchrotron DESY(德国电子同步加速器中心 (DESY));SLAC National Accelerator Laboratory(SLAC国家加速器实验室);Dipartimento di Fisica e Astronomia, Università degli Studi di Padova(帕多瓦大学物理与天文学系);Istituto Nazionale di Fisica Nucleare (INFN), Sezione di Padova(意大利国家核物理研究所(INFN)帕多瓦分部);Center for Computational Astrophysics, Flatiron Institute(平顿研究所计算天体物理学中心);Princeton University(普林斯顿大学)

Damiano F. G. Fiorillo, Giuseppe Lucente, Jeremy Sakstein, Edoardo Vitagliano, Matteo Cantiello

AI总结:

研究米尔奇arged粒子对大质量恒星脉动对不稳定超新星的影响,发现其能量损失减弱脉动,使恒星保留更多质量,从而将黑洞质量间隙下限提升至更高质量。

摘要:

我们研究了米尔奇arged粒子(MCPs)对大质量恒星经历脉动对不稳定超新星的影响,以及对黑洞质量间隙下限位置的影响。我们发现,由于MCP发射导致的能量损失会减弱脉动,使恒星能够保留更多质量,从而将黑洞质量间隙的下限移至更高的黑洞质量。黑洞质量间隙对MCP参数空间中的一个区域敏感,该区域的质量范围为35 keV ≤ m_χ ≤ 200 keV,电荷范围为10^{-10} ≤ q ≤ 10^{-9},这一区域尚未被现有天体物理探测所限制。如果最近的引力波观测证实黑洞质量间隙下限接近45 M_太阳,则会直接转化为对这一参数空间的限制。

英文摘要:

We investigate the impact of millicharged particles (MCPs) on massive stars undergoing pulsational pair-instability supernovae and on the location of the lower edge of the black hole mass gap. We find that energy losses due to MCP emission weaken the pulsations, allowing the star to retain more mass and thereby shifting the lower edge of the mass gap to higher black hole masses. The mass gap is sensitive to a region of MCP parameter space with masses $35\,{\rm keV}\lesssim m_χ\lesssim 200\,{\rm keV}$ and charges $10^{-10}\lesssim q \lesssim 10^{-9}$, which remains unconstrained by existing astrophysical probes. If confirmed, recent gravitational wave observations placing the lower edge of the mass gap near $45\,{\rm M}_\odot$ would translate directly into bounds on this parameter space.

机构、总结、中文摘要均由AI分析而来,可能存在错误,请以论文正文为准。

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