宇宙学中子星产生弥散轴子 X 射线信号

类轴子粒子可以通过中子星 (NSs) 核心的散射过程大量产生。如果它们是超轻的 (m_a ≲ 10⁻⁴ eV)，则可以在外部 NS 磁层中有效地转换为可探测的光子；如果它们是重的 (m_a ≳ 1 eV)，则可以在到达地球之前衰变为光子。在这项工作中，我们通过叠加宇宙学中子星族群，搜索了来自这两个通道的 X 射线信号。我们将预测的轴子诱导 X 射线信号与 NuSTAR、HEAO、Swift 和 INTEGRAL 等多种仪器测量的当今宇宙 X 射线背景进行了比较。我们使用 NS 冷却模拟和磁场演化模型对轴子诱导信号进行建模。我们没有发现轴子的证据，并对超轻和重轴子场景都推导出了强有力的约束，覆盖了轴子-光子耦合和轴子-核子耦合的新参数空间。我们的结果排除了用轴子解释来自邻近孤立 NS 的“壮丽七”X 射线超出的可能性。