Erkennung von Dunkelmaterie-Halos mit extremen Massensummen-Insidenzen

Zusammenfassung Extreme Massensummen-Insidenzen (EMRIs), bei denen ein kleines kompaktes Objekt in ein supermassives schwarzes Loch einsinkt, sind hervorragende Quellen für die laserinterferometrischen Gravitationswellen (GW) Detektoren im Weltraum. Das Vorhandensein des Dunkelmaterie (DM) Halos, das das supermassive schwarze Loch umgibt, beeinflusst die bahnliche evolution und die emittierte Gravitationswellenform des Binärsystems. Durch die direkte Beobachtung von GW-Signalen bewerten wir die Fähigkeit des Detektors, zu erkennen, ob ein EMRI in einem DM-Halo eingetaucht ist, und um dessen charakteristische räumliche Skala a 0 und Masse M halo zu messen. Abgesehen von der GW-Emission können die dynamische Reibung und die Akkretion, die durch das DM-Halo verursacht werden, auch die Dynamik eines EMRI beeinflussen und erkennbare Spuren im emittierten Gravitationssignale hinterlassen. Wir führen eine Fisher-Matrix-Fehleranalyse durch, um die Fehler der Parameter a 0 und M halo sowie deren Korrelation zu schätzen. Die Ergebnisse zeigen, dass die hoch korrelierten Parameter a 0 und M halo die Fähigkeit des Detektors zur Messung des DM-Halos verschlechtern, auch wenn die Phasenverschiebung und der Unterschied zwischen Signalen mit und ohne DM einen deutlichen Unterschied anzeigen. Die Effekte der dynamischen Reibung und der Akkretion können mögliche Entartungen zwischen den Parametern a 0 und M halo aufbrechen, wodurch die Unsicherheit um etwa einen Größenordnungsfaktor verringert wird.