通过黑洞光子环变暗观测轴子
高能物理 - 唯象学
2023-06-12 v2 宇宙学与河外天体物理
广义相对论与量子宇宙学
高能物理 - 理论
摘要
已知黑洞附近存在磁场，且光子因强引力可绕黑洞运动。利用这些事实，我们可以探测假想的赝标量粒子，即所谓轴子。事实上，光子在磁场中传播时可转化为轴子。此类光子向轴子的转化会导致黑洞阴影周围光子环的变暗。我们表明光子环变暗可在超大质量黑洞处高效发生。值得注意的是，光子环的最大变暗率为 25%。对于 M87*，若达到 角秒的角分辨率，将在 X 射线与伽马射线波段观测到 10% 的变暗。变暗的频段与幅度取决于轴子-光子耦合与轴子质量。因此，光子环的畸变谱为探测轴子提供了一种新颖工具。
引用
@article{arxiv.2212.03020,
title = {Observing axions through photon ring dimming of black holes},
author = {Kimihiro Nomura and Kaishu Saito and Jiro Soda},
journal= {arXiv preprint arXiv:2212.03020},
year = {2023}
}
备注
18 pages, 4 figures