原中子星增强轴子发射的可观测特征

我们进行广义相对论一维超新星（SN）模拟，以识别新生的原中子星（PNS）内部由介子诱导反应 $\pi^- + p \rightarrow n + a$ 引起的增强轴子发射的可观测特征。我们聚焦于超新星爆发开始后的早期演化，以预测前 10 s 内中微子和轴子发射的时间与能谱特征。介子作为热密物质中显式的新自由度被包含。它们的热布居及其在轴子产生中的作用都被自洽地确定，以包含其与核子相互作用的效应。对于 PNS 内部遇到的广泛环境参数，我们发现介子诱导的轴子产生主导于核子-核子轫致辐射过程。通过自洽地包含介子对密物质状态方程和能量损失的作用，我们的模拟预测了来自银河系超新星的中微子和轴子发射的稳健可分辨特征，可在地面探测器中观测。对于与当前界限相容的轴子耦合，我们发现前 10 s 内中微子光度随时间显著抑制。这表明由 SN 1987A 中微子信号导出的当前界限可被改进，且未来的银河系超新星可能提供显著更严格的约束。