暗物质轴子星与天体源的碰撞

如果QCD轴子构成暗物质总质量的很大一部分，那么轴子星在星系中可能非常丰富。因此，它们之间以及与其他天体之间的碰撞可能发生。我们计算了三类碰撞的速率并分析了其后果，这三类碰撞发生在稀薄轴子星与以下对象之间：另一个稀薄轴子星、普通恒星或中子星。在所有情况下，我们试图量化最重要的天体物理不确定性；我们还特别关注碰撞导致原本稳定的轴子星坍缩、以及可能通过改变数量的相互作用随后衰变的情景。两个轴子星之间的碰撞可以以高总速率发生，但坍缩所需的低相对速度导致非常低的坍缩总速率。另一方面，轴子星与普通恒星之间的碰撞具有较高速率，$\Gamma_\odot \sim 3000$ collisions/year/galaxy，并且对于足够重的轴子星，大多数或所有此类碰撞导致坍缩是合理的。我们在这种情况下确定了一个参数空间，其具有稳定区域和碰撞触发坍缩的区域，这取决于轴子星中的轴子数（$N$）以及表征普通恒星的质量与半径立方之比（$M_s/R_s^3$）。最后，我们重新审视轴子星与中子星之间碰撞速率的计算，通过考虑中子星分布的柱对称性改进了先前的估计。通过碰撞过程的坍缩和随后衰变如果以显著速率发生，可能影响暗物质现象学和轴子星质量分布。