Enhancing the Spectral Hardening of Cosmic TeV Photons by Mixing with Axionlike Particles in the Magnetized Cosmic Web
大规模的河外磁场可能会引起极高能量光子和类轴子粒子（ALP）之间的转换，从而屏蔽光子，使其不被河外背景光吸收。然而，在简化的“细胞”模型中，迄今为止用于表示河外磁场，这种机制将被当前的天体物理边界强烈抑制。在这里，我们考虑一个最近的模型，河外磁场从大尺度宇宙学模拟。这种模拟的磁场在物质的细丝中会有很大的增强。因此，光子-ALP转换将对宇宙TeV光子产生显著的光谱硬化。这种效应将被即将到来的切伦科夫望远镜阵列探测器探测。这种可能的探测将提供一个独特的机会，用ALP对磁化的宇宙网进行断层扫描。
2017-09-06 astro-ph.CO astro-ph.HE hep-ph
Photon Propagation through Axion Clouds around Magnetized Compact Objects: Time Delays and Polarimetric Signatures
University of Helsinki（赫尔辛基大学）；UFMG（米纳斯吉拉斯联邦大学）
研究光子通过密集轴子云的传播效应，探讨其对高能中微子与伽马射线暴时间偏移的影响，推导出修改的光子色散关系，并得出轴子-光子混合导致的偏振约束。
2026-07-28 astro-ph.HE hep-ph hep-th
Constraints on Axions and Axionlike Particles from Fermi Large Area Telescope Observations of Neutron Stars
我们提出的限制的性质的轴子和类轴子粒子（ALP）的分析伽马射线数据从中子星使用费米大面积望远镜。除了轴子解决粒子物理的强CP问题外，轴子和ALP也是暗物质的可能候选者。本文研究了中子星中核子-核子韧致辐射产生的轴子和ALP。我们推导出一个唯象模型的γ射线谱所产生的后续轴子衰变。通过分析附近4颗中子星样本的5年伽马射线数据（60 MeV至200 MeV），我们没有发现轴子或ALP信号的证据，因此我们获得了7.9 $\times 10^{-2}$ eV的轴子质量的合并95\%置信水平上限，这对应于7.6 $\times 10^7$ GeV的Peccei-Quinn标度$f_a$的下限。我们的约束条件比以前的结果探测相同的物理过程更严格，并与探测轴子和ALP不同的机制的结果竞争。
2016-01-30 astro-ph.HE
Calculation of thermal conductivity coefficients for magnetized neutron star
在考虑简并度的玻尔兹曼方程解的基础上，计算了决定中子星壳中电子热传递和扩散的系数。
2013-04-23 astro-ph.HE
Constraints on Axion-like Particles and Nucleon Pairing in Dense Matter from the Hot Neutron Star in HESS J1731-347
如果超新星遗迹HESS J1731-347中的热年轻中子星的热演化是由中微子发射驱动的，它提供了一个严格的约束轻（质量$\ll 10$ keV）类轴子粒子与中子的耦合。利用马尔可夫链蒙特卡罗方法，我们发现对于轴-中子耦合$g_{ann}^2 > 7.7 \times 10^{-20}$（90% c.l.）由韧致辐射反应$n+n\rightarrow n+n +a$产生的轴子冷却太快而不能解释观察到的高表面温度。这意味着Pecci-Quinn标度或轴子衰变常数$f_a > 6.7 \times 10^7$ GeV对于KSVZ轴子和$f_a > 1.7 \times 10^9$ GeV对于DFSZ轴子。这颗中子星的高温也使我们能够收紧对核子配对间隙大小的限制。
2018-09-20 astro-ph.HE
Radio Signals from Axion Star-Neutron Star Binaries
轴子星可以和中子星形成双星。考虑到单个中子星所表现出的极强的外部磁场，在这些双星系统中可能会有大量的轴子到光子的转换。由于中子星的旋转和轴子星的轨道，光子发射受到双重调制，产生了独特的发现信号。在中子星和轴子云黑洞之间的双星系统中也会产生类似的特征。令人鼓舞的是，这样的二进制文件被发现是在正在进行的和即将进行的实验的范围内（例如，500米孔径球面望远镜和未来的平方公里阵列）的某些参数区域。因此，它们为探测轴子和轴子暗物质提供了一个很有前途的天文实验室。
2022-02-22 astro-ph.HE hep-ph
Magnetized taub adiabat and the PT of magnetic neutron stars
在本研究中，我们从流体力学守恒条件出发，推导出磁化的Taub Schmidt方程。利用磁化的taub at方程研究了磁化中子星到磁化夸克星的演化。燃烧的夸克物质的压力有一个最大值，这表明夸克星的最大质量有一个界限。中子星的中心密度和旋转轴与磁轴之间的夹角（定义为倾斜角）被认为是决定磁场和夸克星倾斜的重要因素。夸克星的磁场和倾斜具有观测意义，有助于理解高密度和强磁场下的物理。
2018-08-03 astro-ph.HE
Axion cooling of neutron stars. II. Beyond hadronic axions
在Dine-Fischler-Srednicki-Zhitnitsky（DFSZ）模型下研究了中子星的轴子冷却。DFSZ模型允许电子与轴子的三能级耦合{并通过角度参数锁定费米子的Peccei-Quinn电荷}。这扩展了我们之前的研究[Phys. Rev. D 93，065044（2016）]，仅限于轴子的强子模型。我们探讨的DFSZ模型内的轴子参数的二维空间进行比较的理论冷却模型与几个恒星的表面温度与测量的表面温度。据发现，轴子质量$m_a\ge 0.06$到0.12 eV可以排除由X射线观测的热发射的中子星（特别是那些Cas A），精确的极限值取决于角参数的DFSZ模型。此外，还发现在中子星壳中，电子韧致辐射产生的轴子辐射可以忽略不计，只有在中子Peccei-Quinn电荷足够小的特殊情况下，才可以忽略中子与轴子的耦合。
2019-02-20 astro-ph.HE nucl-th
Radiation from Axion star-Neutron star binaries with a tilted rotation axis in the presence of plasma
利用轴子星的$f(r)=\text{sech(r/R)}$剖面研究了轴子星-中子星双星的辐射形式。我们的分析考虑了中子星的同向旋转等离子体。我们发现，如果中子星的自旋倾斜的轴子星-中子星轨道的平面，有显着的增强辐射功率相比，它是垂直的情况下。我们还研究了中子星的同向旋转等离子体是否可以在发射功率中发挥作用，我们发现，即使稀轴子星原则上比致密轴子星辐射更有效，它们也会被中子星的潮汐力拉开
2022-11-05 astro-ph.HE hep-ph
Axion condensates in neutron stars and radial oscillation modes
Universitat d’Alacant（阿利坎特大学）
本研究探讨了中子星内部轴子凝聚对径向振荡模式的影响，发现两种不同类型的准正常模式，并揭示了轴子场与流体之间的耦合效应。
2026-01-28 astro-ph.HE hep-ph
Oscillations of Highly Magnetized Non-rotating Neutron Stars
高度磁化的中子星是解释一些最奇特的天文现象，例如，快速射电暴，伽马射线暴和超亮超新星的最有希望的候选者。这些高度磁化的中子星的脉动也被推测会产生可探测的引力波。此外，脉动是研究中子星结构和状态方程的重要手段。研究高磁化中子星脉动的主要挑战是在最小假设条件下一致地求解非线性爱因斯坦方程组和麦克斯韦方程组的苛刻数值代价。随着近年来数值求解方法的突破，我们通过二维轴对称广义相对论磁流体动力学模拟研究了具有$10^{15-17}$ G强纯环向磁场的非旋转中子星的脉动模式.我们发现，恒星振荡是磁化效应不敏感，直到磁结合能比超过10%，脉动模式频率被强烈抑制。我们进一步表明，这是恒星的紧凑性下降时，极端的磁场引入强烈的变形的中子星的直接后果。
2023-03-10 astro-ph.HE
Axion star collisions with Neutron stars and Fast Radio Bursts
轴子可能对宇宙的暗物质有重大贡献。有人提出，这些暗物质轴子可能会凝聚成局部的团块，称为“轴子星”。“在这篇论文中，我们认为稀释轴子星与中子星的碰撞，即所谓的“磁星”，可能是大多数观测到的快速射电暴的起源。这个想法是岩崎最初提出的一个想法的变体。然而，而不是岩崎的表面效应，我们提出了一个可能更强的体积效应所引起的诱导随时间变化的电偶极矩的中子。
2016-12-08 astro-ph.HE hep-ph
Magnetic dynamo caused by axions in neutron stars
轴子和光子之间的耦合修改了麦克斯韦方程，在磁感应方程中引入了发电机项。在中子星中，对于临界值的轴子衰变常数和轴子质量，磁发电机机制增加了恒星的总磁能。我们表明，这产生大量的内部加热，由于增强耗散的地壳电流。这些机制将导致磁化的中子星的磁能和热光度增加几个数量级，与热发射中子星的观测结果形成对比。为了防止发电机的激活，可以导出允许的轴子参数空间的界限。
2022-11-20 astro-ph.HE hep-ph
Magnetized Neutron Stars
在这项工作中，我们显示的结果的相对论性梯度Shafranov方程的一个典型的中子星与1.4太阳质量的数值解。我们已经研究了内部磁场，考虑极向和环向分量，以及由这些分量的字段之间的比率参数化的场线的行为。
2019-10-14 astro-ph.HE
Two-blackbody portraits of radiation from magnetized neutron stars
我们研究了一个描述磁化中子星热辐射谱的简单模型。该模型假定恒星内部为等温的近球形，表面附近具有偶极磁场（$B \lesssim 10^{14}$ G），使表面温度分布不均匀。我们进一步假设，任何表面元素发射具有局部有效温度的黑体（BB）光谱。我们表明，这样的热谱（包括相位分辨）是准确的近似简单的等效两个BB（2BB）模型。本文介绍和研究了2BB参数的相空间图，并表明这些图可以用于解释中子星观测，其中2BB谱拟合已经完成。
2021-07-22 astro-ph.HE
Constraints on axions from neutron star in HESS J1731-347
为了限制轴子衰变常数$f_{a}$的允许范围，或者等价地，为了限制轴子质量$m_{a}$的允许范围，我们考虑了一个中子星的冷却，该中子星具有强质子超流性和正常（非超流）中子，其核心内没有强磁场，通过与HESS J1731-347中观察到的超新星遗迹进行类比。对于这种特定的情况下，我们证明，热弛豫结束后，流体静力学结构的中子星可以很好地描述与援助的解决方案的爱因斯坦场方程，适用于一个球体的流体静力平衡，由托尔曼。假设nn韧致辐射中中微子对和轴子的产生是导致冷却的主要原因，计算了中子星的内部温度。为了对轴子衰变常数施加约束，使用了目前观察到的中子星表面温度不偏离中微子冷却方案的事实。对于KSVZ-轴子模型，我们得到了$f_{a}>1.9\times 10^{8}$ GeV，而对于DFSZ-轴子模型，我们得到了$f_{a}>4.7\times 10^{9}$ GeV.
2019-10-31 astro-ph.HE hep-ph
Effects of Lighter-than-QCD Axions on Neutron Star Tidal Deformability
University of Toronto（多伦多大学）；University of Illinois Urbana-Champaign（伊利诺伊大学厄巴纳-香槟分校）
本研究首次在1+1广义相对论下数值分析轻于QCD的轴子在中子星中的完整动力学，扩展至千米级康普顿波长的低质量轴子，发现其引力效应显著改变中子星性质，破坏潮汐可变形性-紧致度普适关系，为探测该轴子提供新手段。
2025-11-17 astro-ph.HE gr-qc hep-ph
QHD equation of state for strongly magnetized neutron stars
研究了强磁场作用下中子星（含超子和不含超子）的量子强子动力学状态方程。推导出的质量和半径是一致的高质量中子星，即使在足够强的磁场的情况下的超音核的最近的观察。计算得到的磁化中子星的绝热指数和转动惯量随密度变化迅速。这可能提供一些洞察力的机制，星震和耀斑的磁星。
2011-06-22 astro-ph.HE nucl-th
Numerical Relativity Simulations of Magnetized Black Hole-Neutron Star Mergers
我们提出了新的数值技术，我们开发的发射的第一个参数的研究{\it磁化}黑洞-中子星（BHNS）合并，不同的磁场种子在最初的中子星。我们发现，磁场有一个可以忽略不计的引力波形和系统的整体动力学在合并过程中，无论磁场强度或BH自旋。在最近的一次模拟中，我们用大规模的纯极向磁场对未磁化的BHNS合并模拟的残留盘进行了播种，否则在完整的模拟中就不存在了。结果似乎是一个可行的sGRB中央引擎。
2013-03-04 astro-ph.HE
Thermodynamics of magnetized dense neutron-rich matter
中子星是大质量恒星可能的终态之一。它被重力压缩，并被核简并压力稳定。尽管它的名字，这些物体的组成并不确切。然而，从推断的密度来看，中子很可能构成恒星内部的重要部分。虽然所有的中子星都有磁场，但有些中子星（磁星）的磁化强度比其他中子星高得多，推断磁星表面磁场在$10^{14}$到$10^{15}$高斯之间。虽然中子星是宏观物体，但由于恒星的能量，压力和磁场的极端值，微观尺度上的热力学可以印在恒星的大尺度行为上。这一贡献的重点是描述磁化致密中子物质的热力学，其状态方程，并探讨可能的铁磁状态的条件，磁化真空的贡献，以及可能的观测影响。
2022-06-09 astro-ph.HE nucl-th
Constraining Light QCD Axions with Isolated Neutron Star Cooling
本文研究了轻QCD轴子对中子星物质基态和热覆盖层结构的影响，通过将异常冷却模型预测与孤立中子星数据对比，约束了轴子参数空间，且不要求其作为暗物质候选者。
2024-12-19 astro-ph.HE hep-ph
Radio Signals from Axion Dark Matter Conversion in Neutron Star Magnetospheres
我们表明，轴子暗物质（DM）可以通过从中子星发射的窄无线电线检测。中子星的磁层拥有一个强大的磁场和等离子体频率，该频率朝着中子星表面增加。当轴子穿过磁层时，它们可以在等离子体频率等于轴子质量的半径附近的狭窄区域内共振转换为无线电光子。信号的带宽由远离中子星的小DM速度色散设定。我们解决了轴子光子混合方程，包括磁化等离子体和相关的各向异性介电张量的全面处理，以获得转换概率。我们讨论了可能的中子星目标，以及它们如何探测质量范围为~0.2-40 $μ$ eV的QCD轴子参数空间。
2018-04-09 astro-ph.CO astro-ph.HE hep-ph
Polarized X-rays from Magnetized Neutron Stars
本文综述了高磁化中子星X射线辐射的偏振特性，重点讨论了来自恒星表面的辐射。我们讨论了如何利用x射线偏振来约束中子星的磁场和发射几何，探测强场量子电动力学和可能约束轴子的性质。
2009-10-12 astro-ph.HE astro-ph.SR
Polarized radiation from the spreading layer of the weakly magnetized neutron stars
本文建立扩展层辐射模型，在史瓦西度规下计算斯托克斯参数，证明弱磁化中子星扩展层X射线偏振度不超过1.5%，为IXPE等任务的观测提供理论约束。
2025-05-05 astro-ph.HE
Polarization properties of weakly magnetized Neutron Stars in Low Mass X-ray Binaries
像IXPE这样的X射线偏振测量任务将首次能够测量低质量X射线双星中吸积弱磁化中子星的偏振特性。在这项工作中，我们提出了预期的X射线偏振信号，包括日冕发射不同的几何形状的日冕本身，即板以上的吸积盘和球形壳周围的中子星的模拟。用完全相对论性的MonteCarlo程序Monk计算了中子星、中子盘和日冕的各种物理输入参数下的X射线偏振度和偏振角。不同的冠状面几何形状导致显著不同的X射线偏振特性，因此其可以用于约束系统的几何形状。
2022-06-01 astro-ph.HE
Electrobaryonic axion: hair of neutron stars
本文首次研究同时耦合重子化学势与电磁场的电重子轴子，计算其在中子星表面形成轴子毛发的过程，并发现轻轴子发射对中子星冷却有显著贡献。
2024-05-01 astro-ph.HE hep-ph hep-th
First Constraint on Axion-Photon Coupling $g_γ$ from Neutron Star Observations
该研究提出仅依赖轴子–光子耦合 $g_γ$ 的新探测方法，并利用 FAST 对 PSR B1919+21 的观测，首次给出超轻轴子耦合上限。
2025-06-09 astro-ph.HE hep-ph
Radiative GRMHD simulations of accretion and outflow in non-magnetized neutron stars and ultraluminous X-ray sources
我们运行两个GRRMHD模拟的超爱丁顿吸积盘周围的黑洞和非磁化，非旋转的中子星。中子星是用反射内边界条件模拟的。在中子星模拟中，我们观察到在盘的内部区域形成了一个过渡层，这导致了比黑洞情况更大的质量流出率和更低的辐射光度。当从各个方向观察中子星的情况时，流动的球形化导致在爱丁顿值附近的无穷远处可观察到的光度，与黑洞的情况形成对比，其中当沿着盘轴观察时，发射的准直导致可观察到的光度高出约一个数量级。我们发现外流是光学厚散射，这将导致任何中子星在相应的ULX观测到的脉动模糊。
2018-06-06 astro-ph.HE
Retuning radio astronomy for axion dark matter with neutron stars
该研究建模中子星磁层中的轴子—光子转换，考虑电荷加速与多重性导致的光谱偏移，证明可通过高频乃至毫米波段信号探测质量约达1 meV的轴子暗物质，并指出SGR 1745--2900是理想观测目标。
2025-02-14 astro-ph.HE hep-ph
Polarization Evolution in A Strongly Magnetized Vacuum: QED Effect and Polarized X-ray Emission from Magnetized Neutron Stars
从磁化的中子星的表面或大气中发射出的X射线光子是高度极化的。然而，观测到的偏振可能会由于光子在恒星磁层中的传播而发生变化。对于光子频率远大于典型的射频，真空双折射由于强场量子电动力学占主导地位的等离子体效应。我们研究了中子星磁层磁化QED真空中光子极化的演化，特别关注了光子动量几乎与磁场一致的准切向（QT）点的传播效应.与以前的研究一致，我们发现，在磁层的大部分地区，由于真空双折射的光子偏振模式去耦，因此可以预期，当辐射逃逸磁层的大净线偏振。然而，我们表明，X射线偏振可能会发生显着变化时，光子通过QT区。当在有限的发射区域上求平均时，QT传播的净效应是降低线性偏振的程度;降低因子取决于光子能量、磁场强度、几何形状、旋转相位和发射区域，并且可以是大于2的因子。我们推导出QT传播效应重要的一般条件，并提供了一个易于使用的处方，占QT效应的磁中子星的X射线偏振信号的最实际的计算。对于具有偶极磁场的中子星来说，QT效应对于极盖在一定磁场和能量范围内的辐射是重要的，而对于整个恒星表面的辐射则可以忽略不计。
2009-04-06 astro-ph.HE
Landau-Zener formula and resonant axion conversion in neutron star magnetospheres
University of Helsinki（赫尔辛基大学）；Helsinki Institute of Physics（赫尔辛基物理研究所）
研究Landau-Zener描述在中子星磁层中轴子-光子共振转换的适用性，发现当共振宽度超过转换区域大小时公式失效，并据此修正了来自光学波段偏振搜索的轴子约束。
2026-11-04 astro-ph.HE hep-ph
FRBs and dark matter axions
我们提出了一个快速射电暴（FRB）的起源模型：当中子星与暗物质轴子星碰撞时，中子星大气中的电子发射出FRB。考虑到中子星的潮汐力，我们重新检验了这个模型。轴子星被这些力扭曲，当它们靠近中子星时，就变成了长棍。虽然潮汐力相当扭曲的轴子星，我们的模型仍然是与目前的观察。我们解释了我们的模型的一个显着特点，FRB不是宽带，但窄带。我们还发现，当轴子星与双星中子星碰撞时，可能会产生双分量FRB。FRB最常出现在星系的中心，因为暗物质集中在中心。
2015-12-19 astro-ph.HE hep-ph
Constraints on Axions from a Theoretical Model of Spatially-Extended Gamma-Ray Emission from Neutron Stars
fiziSim LLC（fiziSim有限责任公司）；SLAC National Accelerator Laboratory（SLAC国家加速器实验室）
本文基于中子星作为扩展源的理论模型，探讨了轴子在伽马射线中的发射特性，提出了更严格的轴子质量限制。
2022-07-14 astro-ph.HE hep-ph
Axion cooling of neutron stars
中子星的冷却模拟以及与热发射X射线源的数据的比较，限制了轴子的性质，并通过扩展限制了任何轻赝标暗物质粒子的性质，这些粒子的存在被假定为解决QCD的强CP问题。我们将轴子发射的对断裂和形成过程的$S$和$P$波核子凝聚在一个基准代码冷却模拟，以及提供适合的公式，这些过程的速率。中子星的轴子冷却已被模拟为24个模型，覆盖的质量范围为1至1.8太阳质量，具有非吸积铁和吸积轻元素信封，和一系列的核子-轴子耦合。这些模型是基于一个方程状态预测超致密核物质的保守物理，不允许由物质的非核子形式或高质子浓度的相变引起的快速冷却过程的开始。温度-年龄平面上的冷却轨迹与通过对Cas A超新星遗迹中心致密天体表面温度的时间平均测量以及附近三颗中年热辐射恒星表面温度的测量，发现轴子耦合仅限于$f_a/10^{7}\textrm{GeV} \ge (5$ -- $10)$，其转化为轴子质量的上限$m_a \le (0.06$ --中子$\vert C_n \vert \sim 0.04$和质子$\vert C_p \vert \sim 0.4$的Peccei-Quinn电荷的$0.12)~\textrm{eV}$，其为轴子的强子模型的特征。
2016-03-06 astro-ph.HE
On the dynamics of mechanical failures in magnetized neutron-star crusts
本文研究了强磁化中子星壳中剪切应力引起的机械破坏的动力学。我们表明，即使地壳的弹性属性允许创建一个剪切裂纹，强烈剪切磁场周围的裂纹导致从洛伦兹力，不允许大的相对位移的裂纹表面的反作用。相反，裂纹的全局演化在缓慢的电阻时间尺度上进行，并且不能释放任何实质性的机械能。我们的计算表明，对于{ \it some}磁场配置，磁力的原因，有效地，一个塑性形变的地壳时，所产生的弹性剪切应力超过临界值的机械故障。
2012-04-12 astro-ph.HE
Radio-loud Magnetars as Detectors for Axions and Axion-like Particles
我们表明，通过研究来自高磁化瞬态波束源的无线电脉冲的到达时间，有可能检测到轻的赝标量粒子，如轴子和类轴子粒子，它们的存在可能对QCD的强CP问题以及宇宙学中的暗物质问题具有相当大的影响。具体来说，这样的轻玻色子可以在广泛的粒子质量范围内以更高的灵敏度检测，比目前通过地面实验和间接天体物理学考虑所能实现的要高得多。切卢什和冈德尔曼（2009）讨论了可观察到的效应，类似于施特恩-格拉赫实验：当电-磁场和轴子场之间存在有限耦合时，光子束的分裂自然出现。光束的分裂角线性地取决于光子波长、磁化区域的大小以及在光子传播方向的横向方向上的磁场梯度。如果射电强磁星的无线电发射是定向的，并且起源于具有强磁场梯度的区域，那么单个脉冲的分裂可能是可检测的。我们用一个简化的磁星模型对这种效应进行了量化，并在射电强磁星XTE，J1810 -197的2，GHz射电光变曲线中寻找射电波束分裂.
2012-02-01 astro-ph.HE hep-ph
First Constraints on Nuclear Coupling of Axionlike Particles from the Binary Neutron Star Gravitational Wave Event GW170817
轻轴子场，如果它们存在的话，可以来源于中子星，因为它们与核物质耦合，并在中子星合并中发挥作用。我们报告了通过分析双星螺旋体GW 170817的引力波来寻找这样的轴子。我们发现没有证据的轴子在采样参数空间。空结果允许我们对质量低于$10^{-11} {\rm eV}$的轴子施加约束，排除衰变常数在$3σ$置信水平下从$1.6\times10^{16} {\rm GeV}$到$10^{18} {\rm GeV}$的轴子。我们的分析提供了第一个约束的轴子从中子星的inspirals，并排除了参数空间中的一个大区域，尚未探测到现有的实验。
2021-09-25 astro-ph.HE gr-qc hep-ph
Quantum spindown of highly magnetized neutron stars
脉冲星是高度磁化和快速旋转的中子星。磁场可以达到临界磁场，真空的量子效应从该临界磁场开始变得相关，从而引起真空的磁光性质，其特征在于作为有效的非线性介质。这一预测的一个惊人结果是宏观摩擦，它导致了双星系星自旋下降的额外贡献。在本文中，我们强调了一些观测结果，特别是导出新的约束参数的蟹状星云脉冲星和J 0540 -6919。
2013-10-07 astro-ph.HE quant-ph
Three dimensional evolution of differentially rotating magnetized neutron stars
我们构造了一个新的三维广义相对论磁流体动力学程序，在该程序中采用了固定网格加密技术。为了保证无发散条件和磁通量守恒，我们采用了Balsara（2001）的方法。使用这个新的代码，我们发展的差异旋转磁化中子星，并发现一个磁驱动的流出是从恒星发射表现出扭结不稳定性。物质喷射速率和坡印廷通量仍然与我们先前的发现一致（Shibata等人，2011）在轴对称模拟中获得。
2012-07-27 astro-ph.HE gr-qc
Axions in neutron star mergers
超新星和冷却中子星长期以来一直被用来限制轴子的性质，例如它们的质量以及与核子和其他标准模型粒子的相互作用。我们调查的前景，使用中子星合并作为一个类似的位置，在那里的轴子可以探测在未来。我们研究轴子对合并的影响，考虑到它们自由流过致密核物质的可能性和它们被捕获的情况。计算了轴子在并合条件下的平均自由程，发现在所有热力学条件下，轴子都能自由流通过并合。与以前的计算相比，我们整合了整个相空间，同时使用核子的相对论处理，假设矩阵元素是动量无关的。特别地，我们使用相对论平均场论来描述核子，考虑到核子的有效质量随着密度增加到核饱和密度以上而急剧减少。我们发现，在目前的约束下的轴子-中子耦合，轴子可以冷却核物质的时间尺度相关的中子星合并。我们的研究结果可能被视为第一步，旨在了解轴子如何影响合并模拟和潜在的接口与观察。
2020-06-19 astro-ph.HE hep-ph nucl-th
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
Axion effects on the non-radial oscillations of neutron stars
本文在三味NJL模型中研究轴子对夸克物质状态方程的影响，并结合RMF强子EOS与Gibbs相变构造混合中子星，发现轴子能稳定混合星并显著增强其四极f模。
2025-05-06 astro-ph.HE hep-ph
Core Composition Effects on the QCD Axion Mass Limit from Neutron Star Cooling
Universidad Rey Juan Carlos（雷伊胡安卡洛斯大学）；Università degli Studi della Campania “Luigi Vanvitelli”（坎帕尼亚路易吉范维泰利大学）；Istituto Nazionale di Fisica Nucleare, Sezione di Napoli（意大利国家核物理研究所那不勒斯分部）；Istituto Nazionale di Fisica Nucleare, Laboratori Nazionali di Frascati（意大利国家核物理研究所弗拉斯卡蒂国家实验室）
研究不同状态方程下重子（超子和Δ共振态）对中子星核心成分的影响，发现QCD轴子质量极限变化温和，DFSZ模型下可能进入IAXO灵敏度窗口。
2026-10-23 astro-ph.HE hep-ph
Modeling magnetized neutron stars using resistive MHD
本文提出了一个通用代数欧姆定律的电阻MHD方程的实现，其中包括有限电阻率在完整的广义相对论的影响。该实现自然占磁场诱导的各向异性，并通过采用唯象电流，能够准确地描述电磁场在恒星和它的磁层。我们说明了这种方法在具有天体物理学意义的有趣系统中的应用;对齐的旋转子解和磁化旋转的中子星坍缩为黑洞。
2012-12-01 astro-ph.HE gr-qc
Radiative properties of highly magnetized isolated neutron star surfaces and approximate treatment of absorption features in their spectra
在大多数X射线暗隔离中子星（XDINS）的X射线谱中，观测到等效宽度（EW）为50 - 200 eV的吸收特征。我们从理论上研究了不同的模型来解释吸收特性，并将它们的性质与观测结果进行了比较。我们考虑磁化中子星表面的各种理论模型：裸露的凝聚铁表面和部分电离氢模型大气，包括半无限和薄的大气层以上的凝聚表面。描述了所有模型的吸收特征（特别是等效宽度）和出射辐射的角分布的性质。开发了一个计算磁化中子星光变曲线和积分出射谱的程序。我们假设一个偶极表面磁场分布与一个可能的环形分量和相应的温度分布。也可以采用在磁极处具有两个均匀热点的模型。利用不同的表面温度分布和不同的局部表面模型计算了具有XDINS典型参数的高磁化中子星的光变曲线和光谱。磁化模型大气的光谱近似为具有一条或两条带参数的高斯线的稀释黑体光谱，这使我们能够描述模型的吸收特征。为了解释XDINS的软X射线谱中的突出吸收特征，可以调用凝聚表面上方的薄大气，而XDINS表面上的强环形磁场分量可以被排除。
2010-06-16 astro-ph.HE
Axion superradiance in rotating neutron stars
众所周知，对于大质量玻色子场，紧致引力物体存在束缚态构型。本文描述了中子星磁层中一类新的轴子束缚态超辐射不稳定性。这种不稳定性是由中子星的磁场中轴子模和光子模的混合引起的，它们从旋转的磁层中提取能量。与黑洞不同的是，超辐射所需的耗散提供了一个非厄米动力学在本文中来自恒星磁层中的电阻率所产生的有限的体积电导率。轴子场与光子模式混合，光子模式超辐射地散射离开磁层，提取旋转能量，然后将其沉积回轴子扇区，导致不稳定性。我们利用量子力学微扰理论推导了轴子-光子系统的超辐射本征频率，并与原子选择定则进行了类比。然后，我们比较的特征时间尺度的不稳定性的自旋下降的测量限制允许的角动量提取率从中子星的中子星。
2019-10-28 astro-ph.HE gr-qc hep-ph
Axion dissipation in conductive media and neutron star superradiance
本研究针对中子星磁层导电等离子体可能触发轴子超辐射不稳定性的猜想，纳入等离子体动力学与流体效应，通过两种玩具模型验证发现典型等离子体密度会强烈抑制该不稳定性，降低中子星超辐射的可行性，还补充了耗散等离子体中轴子电动力学的相关现象。
2025-06-18 astro-ph.HE gr-qc hep-ph
From Supernovae to Neutron Stars: A Systematic Approach to Axion Production at Finite Density
本文系统研究有限密度下QCD轴子产生，修正轴子-核子耦合，增强超新星轴子光度并削弱中子星冷却约束，影响地面搜索。
2025-02-28 astro-ph.HE hep-ph nucl-th
Magnetized neutron stars with superconducting cores: Effect of entrainment
我们用迭代数值方法构造磁化双流体中子星的平衡组态。在牛顿理论框架下，我们假设中子星有两个区域：核和壳，核是由II型超导质子和超流中子组成的双组分流体，壳是由正常物质组成的区域。采取一个新的步骤，更完整的平衡模型，我们包括夹带的影响，这意味着一个磁力作用在中子上，太。我们认为纯粹的极向场的情况下，并提出了改进的早期数值方案求解平衡方程，通过引入新的收敛标准。我们发现，夹带的结果在沿磁轴的磁力线结构的质的差异。
2015-08-16 astro-ph.HE astro-ph.SR
Upper Limit on the QCD Axion Mass from Isolated Neutron Star Cooling
量子色动力学（QCD）轴子可以改变中子星（NS）的冷却速率。在NS核中，轴子是由核子的韧致辐射和核子处于超流态时的库珀对破缺和形成过程产生的。我们发现，附近的四个孤立的宏伟的七个NS以及PSR J0659是轴子冷却研究的主要候选者，因为它们是同时代的，从运动学的考虑已知的几十万年的年龄，他们有良好的测量表面光度。我们比较这些数据专用NS冷却模拟纳入轴子，剖析有关的状态方程，NS群众，表面成分和超流性的不确定性。我们的轴子和中微子发射率的计算包括高密度的抑制因素，也影响SN 1987A和以前的NS冷却轴子的限制。我们没有发现孤立的NS数据中的轴子的证据，并在KSVZ QCD轴子模型的上下文中，我们约束$m_a \lesssim 16$毫电子伏在95%的置信度。对NS冷却和核子超流性的进一步理解可以进一步改善这些限制，或者导致在较弱耦合下发现轴子。
2021-11-18 astro-ph.HE hep-ph
A Simple Model of Radiation from a Magnetized Neutron Star: Accreted Matter and Polar Hotspots
本文进一步研究了磁化中子星热辐射谱的一个简单而著名的模型。该模型假设恒星内部等温，外部绝热层具有偶极磁场（B <= 1 e 14 G）。通过该层的热传输使得表面温度分布各向异性;假设任何局部表面元素发射具有局部有效温度的黑体（BB）辐射。结果表明，这种热辐射几乎不依赖于绝缘外壳的化学成分（在相同的平均有效表面温度）。增加一点额外的磁极加热，就可以使我们在定性上与一些孤立的中子星的观测结果相一致。
2021-10-26 astro-ph.HE
Electromagnetic draping of merging neutron stars
我们首先推导出一组描述相对论性无力等离子体的一般定态组态的方程，而不假设任何几何对称性。然后，我们证明，电磁相互作用的合并中子星必然是耗散的，由于电磁披覆的效果-创建耗散区附近的恒星（在单磁化的情况下）或在磁层边界（在双磁化的情况下）。我们的结果表明，即使在单一磁化的情况下，我们预计相对论射流（或“舌头”）的产生，相应的光束发射模式。
2022-11-29 astro-ph.HE
Electron transport through nuclear pasta in magnetized neutron stars
我们提出了一个简单的电子输运模型，在一个可能的层外来核团簇（在所谓的核面食层）之间的地壳和液体核心的强磁化中子星。电子输运具有很强的各向异性和旋向性。这种各向异性是由于在奇异有序核团簇畴内沿局域对称轴和跨局域对称轴的电子有效碰撞频率不同以及磁场的复杂作用而产生的。我们还计算平均动力学系数的情况下，局部区域是自由取向的。可能的应用所获得的结果和开放的问题进行了概述。
2015-08-08 astro-ph.HE nucl-th
Neutron star -- axion star collisions in the light of multi-messenger astronomy
由于轴子满足冷暗物质的观测要求，并且在理论上有很好的动机，因此它越来越被看好作为星系中暗物质的候选粒子。轴子场的波动会产生稳定的局部超密度，称为轴子星，对于最大质量、最紧凑的情况，它们是潜在的中子星模仿者。原则上，没有基本的论据反对GW 170817/GRB 170817 A/AT 2017 gfo的多信使观测结果来自一颗中子星与一颗中子星模仿者的合并，而不是来自一颗双星中子星。为了限制这种可能性并更好地理解中子星-轴子星（NSAS）合并的天体物理特征，我们在这项工作中提出了一个基于全三维数值相对论模拟的NSAS合并的详细例子，并概述了许多潜在的可观测量-从引力波，光学和近红外电磁信号，无线电耀斑，快速射电暴，伽马射线暴和中微子发射。我们讨论了各个通道，并估计距离当前和未来的天文台可能能够检测到这样的NSAS合并。这样的信号可以限制未知的轴子质量及其与标准重子物质的耦合，从而增强我们对宇宙暗物质部分的理解。
2018-08-14 astro-ph.HE gr-qc hep-ph
