由光子—类轴子粒子振荡引起的一种可能的耀变体光谱不规则案例

我们报道在耀变体B0516$-$621的$\gamma$射线光谱中探测到一处线状特征，该数据来自搭载于{\it Fermi Gamma-Ray Space Telescope (Fermi)}的大面积望远镜的观测分析。该特征位于$\sim$7\,GeV，并进行了不同分析以检验其真实存在。我们确定其显著性为2.5--3.0$\sigma$，并谨慎指出数据中可能存在会降低显著性的系统误差。这一假想特征过于狭窄，无法用通常认为的耀变体喷流辐射过程解释。相反，它可能是源喷流中光子与类轴子粒子（ALPs）之间振荡的信号。我们通过用光子-ALP振荡模型拟合光谱来研究这一可能性，发现ALP质量$m_a\leq 10^{-8}$\,eV与耦合常数（光子与ALPs之间）$g_{a\gamma}$=1.16--1.48$\times 10^{-10}$\,GeV$^{-1}$的参数空间可对该线状特征给出拟合，而$\gamma$射线发射处的磁场固定为0.7\,G。$m_a$与$g_{a\gamma}$的范围与此前若干实验或方法所得存在张力，但与其中另一些结果一致。这一光谱特征案例及其对ALP存在的可能指示可通过其他耀变体系统的类似研究加以检验，并为未来高能设备的研制指明方向——此类设备需具备高灵敏度和高光谱分辨率以搜寻类似特征。