类轴子粒子对耀变体光子的诱导偏振效应
高能天体物理现象
2023-01-20 v1 高能物理 - 唯象学
摘要
类轴子粒子（ALPs）是非常轻的中性零自旋难以探测的粒子，主要与两个光子相互作用，并由超弦与超膜理论预言；它们通过解决关于耀变体（一类活动星系核）的两个不同问题，从而提供了 ALPs 自身存在的两条线索。在外部磁场存在下，ALPs 产生：(i) 光子-ALP 振荡，(ii) 光子偏振态的改变。前者在天体物理情境中有诸多后果，如宇宙透明度的修正与天体物理能谱的改变。我们在此处理后一效应，通过分析在一些 BL Lac（耀变体一类）天体：OJ 287、BL Lacertae、Markarian 501 与 1ES 0229+200 的喷流基底产生光子时，考虑轻子与强子两种发射机制下，光子线偏振度与偏振角如何被光子-ALP 相互作用修改。我们表明，OJ 287 与 BL Lacertae 是 ALP 研究的良好观测目标，既可在 X 射线波段借助已运行的 IXPE 及拟议的 eXTP、XL-Calibur、NGXP 与 XPP 任务，也可在高能范围借助 COSI、e-ASTROGAM 与 AMEGO 任务；而 1ES 0229+200 仅代表 X 射线波段的强候选。由于这些耀变体呈现极高的终态光子线偏振度，无法由常规物理解释，此类可能探测将成为 ALP 存在的附加线索。相反，Markarian 501 似乎并非此类研究的良好目标。我们结论是所有这些观测台站都能给予我们关于 ALP 物理的额外基本信息。
引用
@article{arxiv.2301.08204,
title = {ALP induced polarization effects on photons from blazars},
author = {Giorgio Galanti and Marco Roncadelli and Fabrizio Tavecchio},
journal= {arXiv preprint arXiv:2301.08204},
year = {2023}
}
备注
20 pages, 21 figures