利用脉动白矮星 R548 对轴子质量给出的独立限制

具有富氢大气的脉动白矮星（也称为 DAV 星）可作为天体物理实验室，用于限制轴子等基本粒子的性质。通过比较这些恒星的实测冷却速率与理论模型的预期值，我们可以寻找由弱相互作用粒子发射引起的额外冷却源。在本文中，我们利用最近确定的 DAV 类原型星 R548 的演化冷却速率，对轴子质量进行了独立推断。我们采用了一种最先进的代码，能够基于完整的演化序列进行详细的星震学拟合。恒星冷却是 DAV 类恒星周期随时间变化率（$\dot\Pi$）的唯一原因。因此，在这些序列中包含轴子发射会显著影响演化时标，以及 DAV 星的预期脉动特性。这使得我们能够将理论 $\dot\Pi$ 值与 R548 对应的实测周期随时间变化率进行比较，从而辨别轴子冷却的存在。我们发现，如果 R548 中 213.13 秒的主周期与被困在氢包层中的脉动模式相关联，我们的模型表明该脉动白矮星中存在额外冷却，这与质量为 $m_{\rm a} \cos^2 \beta \sim 17.1$ meV 的轴子在 2$\sigma$ 置信水平下一致。这一测定结果与从另一颗研究充分的 DAV 星 G117$-$B15A 推断出的值相符。我们现在拥有了两个来自 DAV 星的独立且一致的轴子质量估计值，尽管仍需对其他脉动白矮星进行更多研究以确认该轴子质量值。