Spectral distortions of astrophysical blackbodies as axion probes
本研究发现斯隆数字巡天星表中十余颗光学波段近完美黑体光谱的白矮星可作为新物理测试平台,通过其无光谱畸变的观测结果约束带电磁耦合的轴子参数空间,并展望未来改进方向。
2023-05-05 astro-ph.CO astro-ph.HE astro-ph.SR
Constraints on Massive Axion-Like Particles from X-ray Observations of NGC1275
如果类轴子粒子(ALP)存在,光子可以在通过包含磁场的区域时转换为ALP。大型星系团的磁化星系团内介质提供了一个在ALP-光子转换方面非常有效的区域。星系团内活动星系核的X射线观测可用于寻找和约束ALP,因为光子-ALP转换将导致活动星系核的X射线谱中的能量依赖的准正弦调制。我们利用钱德拉对英仙座星系团NGC 1275的活动星系核中心的观测结果,对m_a ~ 10^-11 eV的大质量ALP进行了界定,扩展了以前使用该数据集对无质量ALP进行界定的工作。
2017-12-22 astro-ph.HE
gammaALPs: An open-source python package for computing photon-axion-like-particle oscillations in astrophysical environments
轴子和类轴子粒子(axion-like particles,ALP)是标准模型扩展中出现的假想粒子,是冷暗物质的候选者。它们可以通过在外部电磁场存在下振荡成光子而被检测到。gammaALPs是一个开源Python框架,用于计算光子和轴子/ALP之间的振荡概率。除了求解光子ALP运动方程外,gammaALP还包括不同天体物理环境中的磁场模型,如活动星系核、星系团内和星系际介质以及银河系的喷流。用户还可以轻松地集成自己的自定义磁场模型。我们回顾了gammaALP的基本功能和特性,它在很大程度上基于其他开源科学软件包,如numpy和scipy。虽然专注于伽马射线能量,gammaALP可以很容易地扩展到任意光子能量。
2021-08-04 astro-ph.HE hep-ph
Constraining axionlike particles with invisible neutrino decay using the IceCube observations of NGC 1068
本研究提出利用中微子衰变产生的类轴子粒子在银河系磁场中转伽马射线的新机制,结合IceCube与Fermi-LAT对NGC 1068的观测,给出了类轴子粒子参数的95%置信水平上限,结果与伽马射线观测约束相当,并估算了其对GeV弥散伽马流量的贡献。
2024-03-07 astro-ph.CO astro-ph.HE hep-ph
Astrophysical Axion Bounds: The 2024 Edition
该综述基于恒星非标准能量损失的观测效应,结合近年理论与现代数据的新进展,更新了2006年版的QCD轴子天体物理限制相关讲义内容。
2024-03-12 astro-ph.HE hep-ex hep-ph
Astrophysical limits on very light axion-like particles from Chandra grating spectroscopy of NGC 1275
轴子/类轴子粒子(ALP)是标准模型的一个很好的扩展,在弦论中是通用的。星系团中团内介质(ICM)的X射线透明度是光ALP(质量为$<10^{-11}\,{\rm eV}$)的有力探测器;当来自嵌入源或背景源的X射线光子通过磁化ICM传播时,它们可能经历能量依赖的量子力学转换为ALP(反之亦然),在X射线光谱上留下扭曲的印记。我们目前的钱德拉数据的活动星系核NGC 1275在英仙座星系团的中心。采用490 ks高能透射光栅(HETG)曝光,我们获得了高质量的1- 9 keV光谱无光子堆积和ICM污染。除了铁谱带的特征,光谱是由一个幂律连续描述,在$<3\%$水平的任何光谱失真。我们计算光子的生存概率作为ALP质量$m_a$和ALP光子耦合常数$g_{aγ}$的ICM磁场模型系综的函数,然后使用NGC 1275光谱约束的$(m_a, g_{aγ})$ -平面。相对于磁场实现,99.7%可信区域将ALP-光子耦合限制为质量为$m_a<1\times 10^{-12}\,{\rm eV}$的$g_{aγ}<6-8\times 10^{-13}\, {\rm GeV}^{-1}$(取决于磁场模型)。这是迄今为止对这些光ALP的$g_{aγ}$最严格的限制,并且已经达到了下一代日光镜和光照射穿透墙壁实验的灵敏度限制。我们强调了这些研究与下一代X射线天文台雅典娜和山猫的潜力,但注意到这些未来的…
2020-12-18 astro-ph.CO astro-ph.HE hep-ph
Revisiting the analysis of axion-like particles with the Fermi-LAT gamma-ray observation of NGC1275
在这项工作中,我们重新分析NGC 1275的费米LAT观测,寻找类轴子粒子(ALP)效应和约束ALP参数。而不是用ALP模型拟合观测到的光谱,我们采用了另一种方法来分析这个来源,计算光谱的不规则性。在95%的置信水平下,我们发现NGC 1275没有光谱振荡,并且排除了ALP质量为$m_a\sim$ 1 neV附近的$g_{aγ}>3\times10^{-12}\,{\rm GeV^{-1}}$耦合,这比以前的结果更严格.我们还表明,约束可以进一步改善结合PKS 2155-304的观察。我们认为,考虑更多的来源,我们可以得到一个更广泛的排除区域。
2021-09-07 astro-ph.HE
Generalized Ray Tracing for Axions in Astrophysical Plasmas
本研究提出适用于天体物理等离子体中轴子研究的广义射线追踪框架,采用完全协变方案结合前向与后向追踪方法,量化多种物理效应的影响,证实可提升对银河系中心磁陀星轴子谱线的探测灵敏度,有望触及QCD轴子参数空间。
2023-11-06 astro-ph.CO astro-ph.HE hep-ph
The Fourier formalism for relativistic axion-photon conversion, with astrophysical applications
本文研究了具有背景磁场${\bf B}$的等离子体中光子与相对论性类轴子粒子的弱混合。我们表明,在轴子-光子耦合的领导秩序,转换概率,$P_{γ\to a}$,是由垂直于粒子轨迹的磁场分量的一维功率谱。等价地,我们将$P_{γ\to a}$表示为磁场自相关函数的傅里叶变换,并在实空间磁场的性质和能量依赖的转换概率之间建立字典。对于质量大于等离子体频率($m_a>ω_{\rm pl}$)的轴子,我们使用这种形式来解析地解决一般磁场中的微扰轴子-光子混合问题。在一般情况下,$ω_{\rm pl}/m_a$沿轨迹任意变化,我们表明,一个天真的应用程序的标准形式主义的“共振”转换可以得到非常不准确的结果,一个仔细的计算一般给予非共振的贡献至少一样大的共振贡献。此外,我们演示了如何基于快速傅立叶变换的技术提供了一个新的,高效的数值方法计算轴子光子混合。我们简要地讨论了磁场建模在星系团在我们的研究结果,并认为,特别是最近提出的“经常”模型用于研究轴子光子混合(特别适用于英仙座集群)是不一致的意见。我们的形式主义提出了新的方法来寻找轴子的印记,并将是非常重要的光谱仪与百分之一级的灵敏度,其中包括现有的X射线观测钱德拉以及即将到来的雅典娜任务。
2022-02-03 astro-ph.HE hep-ph
Missing in Axion: where are XENON1T's big black holes?
我们开创了黑洞质量间隙作为一个强大的新工具约束新粒子。耦合到标准模型的一种新粒子--如轴子--在第三类恒星的核心中充当额外的损失源,抑制由于风引起的质量损失并淬灭对不稳定性。这导致了更重的天体物理学黑洞。作为一个例子,使用恒星模拟,我们表明,最近的XENON 1 T过剩的太阳轴子解释意味着天体物理黑洞的~ 56 MS,正方形内的黑洞质量差距预测的标准模型。
2020-07-01 astro-ph.CO astro-ph.GA astro-ph.HE
Astrophysical Haloscopes
本文计算了宇宙磁场中类轴子暗物质转换产生的射电光子通量。我们发现,对于类轴子粒子质量周围的$10^{-6}\,$电子伏特和有效耦合常数的光子$g_{aγ}\gtrsim10^{-13}\,{\rm GeV}^{-1}$强磁化附近的恒星风可能会给检测到的线状无线电光子信号,虽然预测的通量是高度不确定的,由于知之甚少的磁场的结构。然而,可能值得在这些来源的方向进行专门的搜索。当与未来可能的轴子暗物质的实验室检测相结合时,这种观测可能反过来提供有关此类物体中小尺度磁场结构的信息。
2017-08-29 astro-ph.HE hep-ph
Axions from Neutron Star Mergers
类轴子粒子(ALP)原则上可以在非常热和密集的天体物理环境中产生,从满足这些条件的极端物体逃逸,然后在事件和地球之间的磁场中转化为伽马射线。这一过程可能为轴子的物理学和产生它们的天体物理学物体的内部工作提供了一个新的窗口。有趣的是,虽然这一过程已被研究的核心坍缩超新星和其他极端的天体物理事件,没有估计存在的中子星合并,对象最近通过检测引力波。在这项工作中,我们研究了生产的ALP在中子星合并,发现一个大区域的ALP参数空间的幅度在源是这样的,以产生一个相当大的伽马射线信号在地球上。我们发现,这些事件放置在附近的星系的检测预测,发现它们是潜在的费米-LAT观测,从而打开了一个新的窗口,这些灾难性的事件的天体物理学,并超越标准模型的新粒子。
2022-06-20 astro-ph.HE hep-ph
On the impact of magnetic-field models in galaxy clusters on constraints on axion-like particles from the lack of irregularities in high-energy spectra of astrophysical sources
光子在外部磁场中可以转变为类轴子粒子(axion-like particles,ALP)。在一定条件下,这种效应会导致天体物理源观测光谱的不规则特征。在特定的光谱中缺乏这种不规则性被用来限制ALP参数,其中两个最受欢迎的来源是射电星系NGC 1275和耀变体PKS 2155-304。该效应以及因此的约束取决于来自光源的光传播所通过的磁场。在这里,我们重新审视ALP的约束,从伽马射线观测的NGC 1275考虑到定期磁场的X射线腔观察这个射电星系周围。在以前的研究中没有考虑到这个领域,这些研究假设了相干长度远小于腔尺寸的纯湍流场模型。对于纯规则场,ALP约束大大放松,相比纯湍流。虽然源周围的实际磁场是湍流和有序分量的未知总和,但结果的差异给出了研究的理论不确定性的估计,并要求详细测量用于约束ALP特性的源周围的磁场。
2020-01-28 astro-ph.HE hep-ph
Status and Perspectives on Axion Searches
本文概述了轴子及类轴子粒子实验探测的现状、进展、在研项目与未来方向,涉及空腔晕镜等多种探测方式,对相关物理研究有参考价值。
2024-12-11 astro-ph.HE astro-ph.SR hep-ex
Solar axions in large extra dimensions
轴子可以作为额外维度的探测器。在大的额外维中,除了QCD轴子之外,人们还得到了一个无限大的卡鲁扎-克莱因(KK)态。我们描述了通过轴子-光子耦合$g_{aγγ}$在太阳中产生KK轴子的过程,并推导出被捕获到太阳引力场中然后在宇宙时间内积累的KK轴子的数密度。态的大量多样性,以及它们在keV范围内的质量,深刻地改变了轴子的现象学。这种情况下,我们提出存在的KK轴子作为解释的非热分布的太阳X射线。在这项工作中,我们特别关注的天体物理学和宇宙学的界限,适用于该模型。特别是,我们展示了如何KK轴子可能逃脱EBL限制,限制标准的ALP在相同的质量范围。目前的搜索KK轴子利用衰变通道,$a\rightarrowγγ$,我们修改的事件率,我们的价值在于数量级低于通常引用的文献中的速率。这一重大结论源于最近对安静太阳亮度的测量,太阳的亮度充当了不可约的极限。修订后的模型仍然是一个可行的和有吸引力的解释多天体物理观测,我们提出了几种方法来寻找太阳KK轴子在不久的将来。
2021-09-26 astro-ph.HE hep-ph
Polarization Measurements as a Probe of Axion-Photon Coupling: a Study of GRB 221009A
本文首次利用GRB 221009A的偏振测量并完整计算Stokes参数,对轴子-光子耦合给出约束,在特定质量区间与现有互补探针相当。
2025-06-06 astro-ph.CO astro-ph.HE hep-ph
Circular polarization effects induced by photon-axion mixing in astrophysical environments
School of Physical Science and Technology, Kunming University(昆明大学物理科学与技术学院);School of Astronomy and Space Science, Nanjing University(南京大学天文与空间科学学院);Department of Physics, Zhejiang Normal University(浙江师范大学物理系)
研究光子-轴子混合在天体磁场中诱导的圆极化信号,推导圆极化度表达式,并在四种天体环境中比较,以耀变体S4 0954+65为例约束轴子参数。
2026-07-23 astro-ph.HE
Constraints on axion-like particles from gamma-ray astronomy with H.E.S.S
赝标量粒子,如轴子类粒子一般耦合到两个光子,从而产生在外部磁场中与光子振荡的可能性。如果与光子的耦合足够强,这些振荡可能会在天体物理源的电磁波谱中产生可测量的印记。一个可能的特征是在光谱的有限能量范围内存在不规则性。在这项研究中,异常的不规则性是在银河系外TeV的明亮的发射体PKS 2155-304的光谱中寻找的,由H.E.S.S.来限制光自旋为0的粒子与光子的耦合。
2013-05-16 astro-ph.CO astro-ph.HE hep-ph
Axion-like particles: possible hints and constraints from the high-energy Universe
高能宇宙可能是寻找新的轻玻色子如轴子粒子(ALP)的伟大实验室。宇宙源确实是涉及强磁场和/或非常长的基线的暴力现象的场景,其中光子与ALP的混合效应可能导致可观察到的效应。有两个例子是这一事实的原型,即宇宙对伽马射线的不透明性和高能源能谱中的天体物理磁湍流的印记。在第一种情况下,可以提出ALP存在的提示,而第二种则用于限制ALP质量和与光子的耦合。
2013-05-23 astro-ph.CO astro-ph.HE hep-ph
Pulse and Polarization Structures in Axion-Converted X-rays from Pulsars
Brown University(布朗大学);Abdus Salam International Centre for Theoretical Physics(阿卜杜斯·萨拉姆理论物理国际中心)
研究通过分析脉冲星X射线的脉冲与极化结构,探讨轴子转化的X射线特性,结合数据拟合验证轴子解释的可行性,并提出更精确的结论可能性。
2025-11-24 astro-ph.HE hep-ph
Probing the axion-photon coupling: phenomenological and experimental perspectives. A snowmass white paper
我们提出了一个简短的概述正在进行的搜索轴子粒子通过其耦合到光子。经典的QCD轴子和最近提出的类轴子粒子被认为是。轴子-光子耦合的天体物理学界限来自对氦燃烧过程中恒星能量损失的考虑,无论是低质量还是高质量恒星。太阳观测仪在实验室强磁场中寻找太阳轴子向x射线光子的反向转换。最后,Haloscopes的目标是探测我们星系晕中的暗物质轴子。这两种类型的搜索都期待在未来取得重大进展,这将使他们能够探测恒星冷却边界以下的参数空间的大的,动机良好的部分。
2013-09-26 astro-ph.CO astro-ph.HE hep-ex
Towards discrimination between galactic and intergalactic axion-photon mixing
有越来越多的证据表明,宇宙对高能伽马射线具有反常的透明度。流行的解释包括光子转换成假想的类轴子粒子(ALP),并返回天体物理磁场。这种转换有两种不同的情况:要么发生在伽马射线源(宿主星系)和银河系中,要么光子-ALP振荡发生在源和观测者之间的星系际磁场中。在这里,我们指出,鉴于最近的天体物理约束的ALP和星系际磁场,这两种机制意味着非常不同的ALP质量和耦合。因此,异常的确认和其中一种情况的识别将意味着ALP参数转向特定的狭窄区域。我们讨论的方法来区分这两种机制,并提出了一些初步的迹象,有利于银河系的情况。
2016-02-12 astro-ph.HE hep-ph
Searches for Axionlike Particles Using Gamma-Ray Observations
类轴子粒子(ALP)是粒子物理学标准模型之外的一种常见理论预测,可以解释整个冷暗物质。这些粒子可以通过与外部电磁场中的光子混合来检测。在这里,我们提供了一个简短的审查ALP搜索,利用天体物理$γ$射线观测。我们总结了目前的界限以及未来的敏感性,并讨论了可能性,ALPs改变宇宙的$γ$射线不透明度。
2016-11-23 astro-ph.HE hep-ph
Aspects of Axions and ALPs Phenomenology
本文概述轴子与类轴子粒子(ALPs)现象学的最新进展,重点讨论轴子参数空间中值得实验搜寻的有动机区域的定义,为相关实验探索提供方向参考。
2022-05-13 astro-ph.CO astro-ph.HE astro-ph.SR
On the origin and the detection of characteristic axion wiggles in photon spectra
光子在外部磁场中传播时,会振荡成轴子或类轴子粒子(axion-like particle,ALP)。这种振荡将导致来自天体物理源的高能光子能谱的特征,可用于探测ALP的存在。在这项工作中,我们重新审视这些振荡的签名,并强调适当处理湍流磁场的重要性。我们实施到ELMAG的轴子,从而补充通常的描述光子轴子振荡与高能光子传播和相互作用的蒙特卡罗治疗。我们还提出了另一种方法检测轴子通过离散功率谱作为可观察的光子谱中的摆动的能量依赖性。
2022-01-13 astro-ph.HE hep-ph
Reply to comment on "Irregularity in gamma ray source spectra as a signature of axionlike particles"
G.加兰提和隆卡德利最近公开发表了对D. Wouters和P. Brun关于天体物理介质中光子混合到轴子样粒子引起的不规则性[Phys. Rev. D86,043005(2012)]。他们特别声称在文章中发现了一些错误。本文是对他们的评论的回应,我们反驳了他们的论点,并表明文章中提出的结果是正确的。结果表明,大多数误解来自于束流初始状态的定义,本文对此作了一些澄清。
2013-05-17 astro-ph.HE hep-ph
Axion-like Particles Implications for High-Energy Astrophysics
我们提供了一个教学介绍类轴子粒子(ALP),就其相关的高能天体物理学而言,从几兆电子伏到1000 TeV。这一审查是自成一体的,即使非专家也能理解。除其他外,我们讨论了两个强烈的暗示,在一个特定的ALP出现在两个非常不同的天体物理情况。更多的技术问题载于三个附录。
2022-05-02 astro-ph.HE hep-ph hep-th
Axion Instability Supernovae
如果新粒子足够重且耦合强度足够强,那么与标准模型耦合的新粒子可以在恒星核心中达到平衡。在这项工作中,我们调查的天体物理后果,这样的情况下,大质量恒星的状态方程纳入最先进的恒星结构代码的新贡献。我们专注于“宇宙学三角形”,一个区域的参数空间与$300{\rm\,keV} \lesssim m_a \lesssim 2$兆电子伏,$g_{aγγ}\sim 10^{-5}$ GeV $^{-1}$,目前没有排除其他考虑的轴子。我们发现,对于轴子质量$m_a \sim m_e $,核心中的轴子生产驱动一种新的恒星不稳定性,导致爆炸性核燃烧,要么驱动一系列质量脱落脉动,要么完全破坏恒星,导致一种新型的光学瞬态-\textit{Axion Instability Supernova}。我们预测,在这些理论中,上黑洞质量间隙将位于$37{\rm M}_\odot \le M\le 107{\rm M}_\odot$,从标准预测,这是一个大的位移,这是不利的LIGO/处女座/KAGRA GWTC-2引力波目录中的质量间隙的检测开始于$46_{-6}^{+17}{\rm M}_\odot$。此外,轴子不稳定性超新星比对不稳定性超新星更常见,使它们成为JWST的绝佳候选目标。在这项工作中提出的方法可以用来调查的天体物理后果的任何理论的新的物理,包含重玻色子粒子的任意自旋。我们提供工具来促进这些研究。
2022-05-25 astro-ph.CO astro-ph.HE astro-ph.SR
Photon-axion mixing and ultra-high-energy cosmic rays from BL Lac type objects -- Shining light through the Universe
光子可以转化为轴子状粒子,并回到各种天体的磁场中,包括活动星系、星系团、星系际空间和银河系。这是一个潜在的解释候选中性超高能(E>10^18 eV)粒子从遥远的BL Lac型对象已被观察到的高分辨率蝇眼实验。同样质量和耦合的轴子也可以解释从遥远的耀变体中探测到的TeV光子。
2020-04-17 astro-ph.HE hep-ph
Search for Spectral Irregularities due to Photon-Axionlike-Particle Oscillations With the Fermi Large Area Telescope
本文报道了英仙座星系团中央星系NGC 1275的$γ$射线谱中光子和类轴粒子(ALP)之间振荡引起的光谱不规则性。使用六年的费米大面积望远镜的数据,我们没有发现任何证据的ALP和排除耦合以上$5\times10^{-12}\,\mathrm{GeV}^{-1}$ ALP质量$0.5 \lesssim m_a \lesssim 5$ neV在95%的置信度。这些极限与计划中的实验室实验的灵敏度相比具有竞争力,并且与其他界限一起,强烈限制了ALP可以降低宇宙的$γ$射线不透明度的可能性。
2016-04-21 astro-ph.HE hep-ph
Detecting Axion Stars with Radio Telescopes
当轴子星穿过天体物理磁场背景时,轴子-光子转换会产生很大的电磁辐射功率。在考虑了空间扩展轴子星源的干涉效应和宏观介质效应后,我们估算了轴子星与中子星相遇时的辐射功率。对于具有$10^{-13}\,M_\odot$的致密轴子星,辐射功率为$10^{11}\,\mbox{W}\times(100\,μ\mbox{eV}/m_a)^4\,(B/10^{10}\,\mbox{Gauss})^2$量级,其中$m_a$为轴子粒子质量,$B$为中子星磁场的强度。由于轴子星占据了暗物质能量密度的很大一部分,这种与瞬态$\mathcal{O}(0.1\,\mbox{s})$无线电信号的相遇事件可能发生在我们的银河系中,平均源距离为1千秒差距。对于具有$B\sim 10^{13}$高斯的中子星,预测的谱通量密度为$μ$ Jy量级。现有的Arecibo、GBT、JVLA和FAST以及正在进行的SKA射电望远镜具有发现致密轴子星的极好潜力。
2017-09-29 astro-ph.HE hep-ph
Limit on the Axion Decay Constant from the Cooling Neutron Star in Cassiopeia A
位于超新星遗迹仙后座A(Cas A)中心的中子星(NS)观测到的快速冷却可以用最小NS冷却方案来解释。如果存在一个额外的冷源,如轴子发射,这一结果可能会改变。在这项工作中,我们研究了在轴子发射存在下的Cas A NS冷却,考虑到在整个寿命的Cas A NS的温度演化。我们得到的轴子衰变常数,$f_a\gtrsim (5-7)\times 10^8$ GeV的下限,如果恒星有一个薄碳层的信封。这与SN1987A等其他天体物理观测所施加的现有限制一样强大。
2018-11-04 astro-ph.HE hep-ph
Lecture Notes: WISPs in gamma-ray astrophysics
本讲义概述涉及轴子、ALP及WISP的高能天体物理过程,阐述其性质、观测特征与暗物质关联,辅以实操教程与NGC 1275伽马射线数据的ALP搜寻分析。
2025-05-19 astro-ph.HE hep-ph
Axion Dark Matter: What is it and Why Now?
近年来,轴子已经成为宇宙中神秘的暗物质的主要候选粒子,我们在这里为普通科学观众回顾。我们首先描述了轴子在粒子物理学的标准模型中的历史根源和强核力的电荷宇称不变性问题。然后,我们讨论了轴子如何成为暗物质的候选者,以及它是如何在早期宇宙中产生的。轴子的对称性决定了它与普通物质相互作用的形式。天体物理学的考虑将粒子质量和相互作用强度限制在一个有限的范围内,这有利于探测轴子的实验计划。一个同伴评论讨论了令人兴奋的前景,轴子{确实}可以在实验室中检测到在短期内。
2022-10-17 astro-ph.HE hep-ex hep-ph
Photon conversion to axions and dark photons in magnetized plasmas: a finite-temperature field theory approach
本文提出有限温度场论框架,通过 $3\ imes3$ 混合矩阵描述磁化各向异性等离子体中光子与轴子、暗光子的模式耦合,并给出长波极限下响应张量推导及简正模式解析近似,为系统研究等离子体各向异性对 BSM 粒子产生的影响奠定基础。
2024-10-18 astro-ph.HE hep-ph physics.plasm-ph
Constraints on axion-like particles with H.E.S.S. from observations of PKS 2155-304
类轴子粒子是在粒子物理学的标准模型的某些扩展中预测的假设的新的轻(亚电子伏)玻色子。在包含高能伽马射线和湍流磁场的天体物理环境中,类轴子粒子的存在可以改变伽马射线的能谱。这种修改将采取能量谱在有限能量范围内的不规则行为的形式。来自H.E.S.S.的数据对遥远的BL Lac PKS 2155-304的观测被用来导出轴子样粒子与光子耦合强度的保守上限。这项研究引起了第一次排除类轴子粒子的伽玛射线天文学。导出的约束适用于耦合到电磁场的轻赝标量和标量玻色子。
2013-07-23 astro-ph.HE
Signatures of Einstein-Maxwell dilaton-axion gravity from the observed jet power and the radiative efficiency
爱因斯坦-麦克斯韦介子-轴子(EMDA)引力产生于杂化弦论的低能有效作用量,并提供了一个简单的框架来探索相同的签名。从弦紧化的作用中继承下来的介子场和轴子场在暴胀宇宙学和解释目前宇宙的加速膨胀中有着有趣的结果。因此,在现有的天体物理观测中寻找这些场的足迹是值得的。由于爱因斯坦引力在高曲率域中被期望接受量子修正,黑洞的近视界区域似乎是测试这些偏离广义相对论的理想天体物理实验室。EMDA引力中精确的、稳态的和轴对称的黑洞解对应于带有介子荷的Kerr-Sen时空,而角动量来源于轴子场。来自吸积盘的弹道喷流和连续谱的峰值发射被认为是非常接近事件视界发射的,因此应该带有背景时空的印记。我们计算了克尔-森背景下连续谱的喷流功率和辐射效率,并与微类星体的相应观测结果进行了比较。我们的分析表明,与带有膨胀子电荷的克尔-森黑洞相比,克尔黑洞更受青睐。
2021-02-28 astro-ph.HE gr-qc hep-th
Implications of axionic hair on shadow of M87*
轴子场的探测可以在几个天体物理和宇宙学场景中揭示我们宇宙的有趣方面。在四维空间中,这种场的起源是完全反对称的卡尔布-雷蒙场强度张量。它在太阳系中的不可见性迫使人们在强场区寻找它的特征。最近对M87星系中超大质量黑洞阴影的观测,为在黑洞的近视界区域测试轴子的足迹带来了新的机会,预计那里的引力很强。在本文中,我们探讨了轴子对黑洞阴影的影响,并将结果与M87* 的现有图像进行了比较。我们的分析表明,违反能量条件的轴子似乎是有利的观测。的影响进行了讨论。
2020-06-10 astro-ph.GA astro-ph.HE gr-qc