利用中子星星族的射电谱线探测轴子暗物质

已有建议指出，射电望远镜可能对在 neutron star (NS) 周围磁层中共振转换为射电光子的轴子暗物质敏感。在本工作中，我们通过计算星系与球状星团等天体物理系统中 NSs 集合内的辐射功率与轴子暗物质转换的预计灵敏度，仔细考察了这一可能性。我们使用星族合成与演化模型来描述这些系统中 NSs 的空间分布以及 NS 属性分布。为说明起见，聚焦于三个具体目标——银河系银心、人马座矮星系中的球状星团 M54 与仙女座星系——我们表明，使用如 Green Bank Telescope 与未来的 Square Kilometer Array 等望远镜进行的窄带射电观测，或能探测量子色动力学轴子跨越约两个数量级的质量范围，起始于 $\mu$eV 的几分之一。