高能物理 - 现象学
[提交于 2024年9月19日
]
标题: 吸积轴子星的射电波段线条
标题: Radio Lines from accreting Axion Stars
摘要: 类轴子粒子,我们称之为轴子,可以构成缺失的暗物质,并可能形成次结构,例如微团和轴子星。 我们获得了来自银河系宿主微团的轴子星质量分布,并发现大量达到衰变质量(由轴子-光子耦合设定的关键质量)的轴子星。 达到衰变质量的轴子星可以通过其宿主微团吸收周围的轴子,无论是通过还是直接地,随后通过参数共振将其转化为射电光子。 我们展示了这种吸积提供了可观测信号,提出了两种情景:1)背景暗物质通过微团的外部吸积,2)孤立系统通过微团直接对其核心的内部吸积。 发射的射电光子能量几乎单色,在轴子质量的一半左右。 这种轴子星发出的射电信号提供了一个独特的寻找轴子的机会,克服了广泛的射电背景。 我们估计了每个轴子质量下的预期射线通量密度,以约束轴子-光子耦合$g_{a\gamma\gamma}$,并发现由此产生的线状通量密度足够强,可以在LOFAR、FAST、ALMA以及即将推出的SKA等射电望远镜中观测到。 我们可以根据轴子星吸积模型的不同,将轴子-光子耦合限制到$g_{a\gamma\gamma} \simeq 10^{-12} - 10^{-11}\,{\rm GeV}^{-1}$,甚至达到$10^{-13}\,{\rm GeV}^{-1}$,覆盖轴子质量范围$m_a\simeq 10^{-7} - 10^{-2}\,{\rm eV}$。 从另一个角度来看,这个射电信号可能是对应质量轴子的一个强烈暗示,也是我们银河系内轴子星的一个强烈暗示。
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