Hints of new physics from stars
Maurizio Giannotti
我们回顾和更新的恒星冷却和他们的解释方面的轴子和轴子类粒子观测到的异常的现状。
We review and update the current status of the observed anomalies in stellar cooling and their interpretation in terms of axions and axion like particles.
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。
继续探索
ALP hints from cooling anomalies
我们回顾了恒星冷却异常的现状，并认为，在新的物理候选人中，轴子样粒子将是解释暗示的额外冷却的最佳选择。
Quark-cluster Stars: hints from the surface
脉冲星内部的物质可能处于夸克团阶段，因为在几个核密度（2到10倍）的冷致密物质中，夸克仍然可以非常强烈地耦合，并在位置空间中凝聚形成夸克团。由于夸克团星是色禁闭的，并且最初可能是裸露的，因此夸克团星的表面性质与常规的中子星有很大的不同。一些事实表明，为了自然地理解不同的观测表现，脉冲星状致密星的裸露和自限表面可能是必要的。一方面，对于漂移的子脉冲现象，脉冲星表面粒子的结合能应足够高，以产生真空隙，这表明脉冲星表面可能是强自约束的。另一方面，夸克团星的裸露表面可以克服伽马射线暴的重子污染问题，并促进核心坍缩超新星的成功。此外，死亡恒星的非原子热谱也可能表明其表面是没有大气的裸露表面，而夸克团星表面上方电子海的回旋振荡可能是导致这些吸收特征的原因。这些线索可以反映致密星表面的性质，也可能反映内部凝聚态物质的状态，最终可能导致夸克团星的识别。
Central Engine-Powered Bright X-ray Flares in Short Gamma-Ray Bursts: A Hint of Black Hole-Neutron Star Merger?
短伽马射线暴可能起源于双中子星（NS）或黑洞（BH）与NS的合并。我们认为，明亮的X射线耀斑与中央发动机的反应性可能暗示BH-NS合并，因为这样的合并可以提供更多的回落材料，因此更大的吸积盘比NS-NS合并。利用Swift/X射线望远镜对49个短爆发进行跟踪观测，发现其中3个短爆发具有明亮的X射线耀斑，其中2个短爆发的3个耀斑可能与中心发动机反应性有关。我们认为，这两个爆发可能起源于BH-NS合并，而不是NS-NS合并。我们提出的中央发动机驱动的明亮X射线耀斑和BH-NS合并事件之间的联系可以通过未来先进的LIGO和Virgo的引力波探测来检查。
Gamma Ray Burst GRB 221009A: two distinct hints at once at new physics
针对最亮伽马射线暴 GRB 221009A 中超过传统物理吸收极限的高能光子，本文提出类轴子粒子解释 LHAASO 观测，并用洛伦兹不变性破缺解释 Carpet 探测到的约 251 TeV 光子，揭示两个独立的新物理迹象。
The likely Fermi detection of the Be X-ray binary GRO J1008-57: hint for gamma-ray production in neutron-star X-ray binaries
在我们的搜索从Be X射线双星的伽马射线发射的数据分析与费米伽马射线太空望远镜上的大面积望远镜（LAT），我们发现可能检测GRO J1008-57。该双星的轨道周期为249.48天，只有在轨道相位0.8- 0.9（>4 sigma）时才能被发现。进一步的光变曲线分析表明，这一发现可能主要是由于在2012- 2013年前后的一个轨道周期中，在该源发生巨大的X射线爆发之后发生的发射事件。这种偶尔有伽马射线发射事件的性质与另一颗高质量X射线双星4U 1036-56中所见的相似。然而，考虑到可能从吸积中子星发射伽马射线的模型很难解释观测到的10^{34}尔格·秒^{-1}的源光度，除非距离被大大高估。为了更清楚地确定GRO J1008-57或类似的高质量X射线双星的高能发射特性，并找到理解伽马射线发射如何产生的线索，还需要进一步的观测研究。
Thermal and Non-thermal radiation from pulsars: hints of physics
恒星的热辐射和非热辐射携带着来自表面的重要信息，对致密恒星中致密物质的状态有着深刻的影响。对于非热射电辐射，子脉冲漂移现象表明脉冲星极帽上存在Ruderman-Sutherland型间隙放电和强的粒子束缚。传统的中子星模型很难提供如此高的结合能，而夸克团星的强自约束表面自然可以解决这个问题。至于热的，无特征的X射线光谱的恒星可能表明一个裸露的表面没有大气，和超相对论火球的伽马射线暴和超新星也将需要强大的自约束表面。脉冲星质量和质量-半径关系测量的最新成果进一步表明了一个刚性的状态方程和一个自约束表面。因此，我们推测脉冲星类致密星内部的物质可能处于夸克团相。夸克团恒星的表面是有色的，最初可能是裸露的。这样的表面不仅可以解释上述特征，而且可能促进了一个成功的核塌缩超新星，表面上方电子海的水回旋振荡可能是X射线光谱中检测到的这些吸收特征的原因。
The Plateau of Gamma-ray Burst: Hint for the Solidification of Quark Matter?
伽马射线暴早期光变曲线中浅衰变段的起源至今仍是个谜，特别是在长寿命的平台期之后突然衰减的情况下。在本文中，我们提出了一个机制，以了解突然下降的起源后平台，考虑凝固的新生夸克星的潜热释放的能量注入到伽玛暴余辉。我们估计夸克星从液态到固态的相变过程中释放的总潜热为~ 10^{51}尔格量级，这与浅衰变段的发射能量相当。我们还估算了热光子辐射潜热的时间尺度，发现与观测结果一致。在此基础上，分析了伽玛暴余辉的能量注入过程。结果表明，夸克星相变的稳态潜热将以类似于坡印廷通量主导外流的形式持续注入到GRB余辉中，并自然地产生浅衰变相和平台后的突然衰减。我们认为，如果脉冲星真的是（固体）夸克星，那么夸克星相变潜热对GRB余辉中的浅衰变辐射有重要贡献，并解释了GRB光变曲线的一般特征（包括平台）.
The puzzling early detection of low velocity 56Ni decay lines in SN 2014J: Hints of a compact remnant
我们发现，在Ia型SN 2014 J中比预期更早检测到的低速56 Ni衰变线在夸克-新星Ia模型中找到了一种解释，该模型涉及紧密的中子星-白矮星-双星系统中潮汐破坏的亚阿布拉塞卡白矮星的热核爆炸。爆炸是由夸克新星喷出物对WD物质的撞击引发的;夸克新星是由CO环（圆形WD物质）吸积引发的中子星到夸克星的爆炸性转变。一个紧凑的残骸（夸克星）的存在提供了：（i）一个额外的能源（自旋下降功率），使我们能够拟合所观察到的光变曲线，包括陡峭的早期上升;（ii）一个中心引力势，它使一些56 Ni产生的速度减慢到1000 km/s。在我们的模型中，56 Ni衰变线在爆炸后约20天变得光学可见，与观测结果一致。我们列出了可以为我们的模型提供重要测试的预测。
Evolution of hard X-ray photon index in black-hole X-ray binaries: hints for accretion physics
在X射线双星爆发和活动星系核样品的衰变阶段，发现了X射线光子指数与Eddington标度X射线光度之间的反相关和正相关。我们进一步系统地研究了4个黑洞X射线双星的8次爆发中X射线谱指数、X射线通量和爱丁顿比的演化，其中所有选定的爆发都有Rossi X射线定时探测器在上升和衰变阶段的观测数据。在初始上升阶段，X射线谱指数与通量呈反相关，当X射线通量接近峰值时，X射线谱迅速软化。在衰减阶段，X射线光子指数和通量遵循两种不同的正相关关系，当X射线通量低于某一临界值时，它们再次变为反相关，其中反相关部分遵循与初始上升阶段相同的趋势。与其它X射线双星相比，GRO J1655-40的反跃迁和正跃迁临界爱丁顿比明显较低，这可能是由于其黑洞质量和距离没有得到很好的约束，或者是由于其内禀质量不同.
Cool WISPs for stellar cooling excesses
与理论模型相比，几个恒星系统（白矮星、红巨星、水平分支星，可能还有超新星遗迹仙后座A中的中子星）显示出对非标准冷却机制的轻微偏好。这种奇异的冷却可以由弱相互作用的细长粒子（WISP）提供，它产生于热的核心，并不受恒星阻碍，直接导致能量损失。单独来看，这些过剩并没有显示出强大的统计权重。然而，如果一种机制可以始终如一地解释其中的几个，那么这个暗示可能是重要的。我们从中微子反常磁矩、微荷电粒子、隐藏光子和类轴子粒子（ALP）等方面分析了这些线索。其中，ALP或无质量HP代表了最佳解决方案。有趣的是，暗示的ALP参数空间可以用于下一代ALP搜索，如ALPS II和IAXO，而无质量的HP需要多TeV的能量尺度的新物理，这可能在LHC上可以访问。
Hint at an axion-like particle from the redshift dependence of blazar spectra
我们认为，最大的观测样本，包括所有的中频峰值（IBL）和高频峰值（HBL）耀斑超过100 GeV的红移$z = 0.6$。我们发现，发射光谱指数$Γ_{\rm em} (z)$的最佳拟合回归线是一个凹抛物线减少$z$增加，从而意味着$\{Γ_{\rm em} (z) \}$分布和$z$之间的统计相关性。这一结果与我们的期望相矛盾，即这种分布应该是$z$独立的。我们认为，上述相关性并不产生任何选择偏差。我们表明，我们的期望自然出现的条件下，类轴子粒子（ALP）被放入游戏。此外，ALP还可以解释为什么平谱射电类星体发射高达400 GeV的能量，这与传统物理学形成了鲜明的矛盾。因此，两个非常不同但一致的结果的结合-从表面上看-导致了一个ALP的暗示，其质量为$m = {\cal O} (10^{-10} \, {\rm eV})$，双光子耦合在$2.94 \times 10^{- 12} \, {\rm GeV}^{- 1} < g_{a γγ} < 0.66 \times 10^{- 10} \, {\rm GeV}^{- 1}$范围内。额外的好处是，在能量$E \gtrsim 1 \, {\rm TeV}$之上，宇宙将变得比传统物理学所规定的要透明得多。我们的预测不仅可以通过新一代的天文台，如CTA，HAWC，Gamma-400，LHAASO，TAIGA-HiSCORE和HERD进行…
Hints of a second explosion (a quark nova) in Cassiopeia A Supernova
我们发现，在仙后座A（Cas A）的中子星（NS）的爆炸性转变为夸克星（QS）（夸克新星）的几天后，SN适当的可以解释一些令人困惑的运动学和核合成功能观察。在QN模型中，由于相对论QN中子对内部SN喷出物的散射，预计Fe和44 Ti之间的解耦以及44 Ti区域内Fe发射的缺乏。我们的模型预测的44钛是更突出的西北部的中央紧凑的对象（CCO）比在东南部和小它沿着东北-西南喷流，与NuStar的观测。Cas A的其他有趣的特征，如缺乏脉冲星风星云（PWN）和报告的CCO温度在10年内下降了百分之几，也得到了解决。
Stellar evolution and axion-like particles: new constraints and hints from globular clusters in the GAIA DR3 data
本研究利用Gaia DR3数据中七个球状星团的成员星，通过恒星演化理论约束类轴子粒子，得到ALP-电子耦合上限及ALP-光子耦合的3.3西格玛迹象，并强调需更精细分析以完善约束。
LHAASO discovery of highest-energy photons towards new physics
中国新的宇宙射线望远镜观测到了高达1.4千万亿电子伏特的超高能光子，这暗示着洛伦兹不变性可能在普朗克尺度上被打破。
Non-symmetrical sparking may hint "zits'' on a pulsar surface
本文利用FAST对PSR B0950+08的110分钟偏振观测，发现间隙放电相对子午面显著非对称，推测脉冲星表面随机隆起的“痘痘”周围优先放电可解释该现象。
Hints of auroral and magnetospheric polarized radio emission from the scallop-shell star 2MASS J05082729$-$2101444
本文对年轻扇贝壳星 2MASS J05082729$-$2101444 进行低频射电观测，发现显著圆偏振及约一小时螺旋性反转，提出持续陀螺同步辐射与 ECM 极光爆发双成分解释。
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