星系中的宇宙轴子背景传播

标准模型的许多扩展包含轴子或类轴子粒子（ALPs）。本文研究银河系和星暴星系磁场中 ALP 到光子的转换。通过建模相干和随机磁场、温电离介质和温中性介质对转换过程的影响，我们模拟了一系列 ALP 能量下横跨天空的转换概率图。特别地，我们考虑类似于 CMB 的弥漫宇宙 ALP 背景（CAB），其存在由暴胀的字符串模型所暗示。星系团磁场中 CAB 的 ALP-光子转换已被提出作为星系团软 X 射线超出之谜的解释。因此我们研究银河系中 CAB 传播的现象学及预期光子信号。我们发现，对于解释星系团软 X 射线超出所需的 CAB 参数，银河系中 ALP-光子转换的光子通量将小到不可观测。星系团中的 ALP-光子转换概率比银河系中高 3 个数量级。此外，未分辨宇宙 X 射线背景的形态与来自 ALP-光子转换的显著成分不相容。我们还考虑了星暴星系中的 ALP-光子转换，其拥有高得多的磁场。通过考虑星系等离子体的团块结构，我们发现星暴星系中可能出现与星系团中相当的转换概率。