参宿四对类轴子粒子与电子耦合的约束

类轴子粒子（ALPs）可由恒星内部的热过程产生，从恒星逃逸，并在足够轻时于外部银河系磁场中转化为光子。此类过程可能在恒星方向上产生可探测的硬 X 射线超出。在此情形下，红超巨星（正处于演化晚期的大质量恒星）是一类有前景的目标。我们报告了对参宿四由 Bremsstrahlung、Compton 和 Primakoff 联合过程产生的 ALP 诱导 X 射线发射的搜寻。利用 \emph{NuSTAR} 卫星望远镜对参宿四的 50 ks 观测，我们对 ALP-电子（$g_{ae}$）和 ALP-光子（$g_{a\gamma}$）耦合设定了 95% 置信水平上限。对于质量 ${m_{a}\leq(3.5-5.5)\times10^{-11}}$ eV，我们发现 $g_{a\gamma} \times g_{ae}< (0.4-2.8)\times10^{-24}$ GeV$^{-1}$（取决于恒星模型，并假设参宿四横向方向上的规则银河系磁场 $B_T$=1.4 $\mu$G）。这对应于当 ${g_{a\gamma}>1.0\times10^{-12}}$ GeV$^{-1}$ 时 ${g_{ae}<(0.4-2.8) \times10^{-12}}$。该分析将 CAST 太阳轴子实验所设的 $g_{ae} \times g_{a\gamma}$ 限制提升了超过一个数量级，并且是关于这些耦合的最强约束之一。