来自 HESS J1731-347 中中子星的对轴子的限制

为限制轴子衰变常数 $f_{a}$（或等价地轴子质量 $m_{a}$）的允许范围，我们考虑一颗具有强质子超流性、核心内中子为正常（非超流）态且无强磁场的中子星的冷却，类比于在 HESS J1731-347 中观测到的超新星遗迹。针对这一特定情形，我们证明在热弛豫结束后，该中子星的流体静力学结构可借助 Tolman 导出的、应用于流体静力平衡球体的爱因斯坦场方程解来很好地描述。中子星的内部温度是在假设冷却主要由 nn-韧致辐射中微子对和轴子的产生所主导的情形下计算的。为对轴子衰变常数施加限制，我们利用了当前观测到的中子星表面温度未偏离中微子冷却图景这一事实。对于 KSVZ-轴子模型，我们发现 $f_{a}>1.9\times 10^{8}$ GeV，而对于 DFSZ-轴子模型，我们得到 $f_{a}>4.7\times 10^{9}$ GeV。