来自球状星团 M5 的粒子物理限制：中微子偶极矩
摘要
如果能量通过类似于中微子发射的“暗通道”损失，恒星演化将会被改变。将修正后的恒星演化序列与观测结果进行比较，可以对轴子和其他假设的低质量粒子以及非标准中微子性质提供一些最严格的限制。特别是，假想的中微子磁偶极矩 mu_nu 会增强等离子体激元衰变过程，推迟低质量恒星中的氦点燃，从而延长球状星团 (GCs) 中的红巨星支 (RGB)。红巨星支顶端 (TRGB) 的亮度仍然是探测 mu_nu 最灵敏的探针，我们从现代视角重新审视了这一论点。基于大量档案观测数据，我们提供了银河系球状星团 M5 (NGC5904) 的高精度测光数据，并仔细确定了其 TRGB 位置。在理论方面，我们将由 mu_nu 引起的额外等离子体激元衰变率添加到 Princeton-Goddard-PUC 恒星演化代码中。我们对不同的不确定性来源进行了批判性检查。系统不确定性的主要来源是热改正，而主要统计不确定性源于基于主序拟合的距离模数。（其他距离测量方法，例如 RR Lyrae 星的亮度，会受到我们要限制的能量损失的影响。）由于红巨星支填充良好，TRGB 位置相对于最亮红巨星的统计不确定性不太重要。我们推断 TRGB 的绝对 I 波段亮度为 M_I=-4.17+/-0.13 mag，而理论预测为 -3.99+/-0.07 mag，两者吻合合理。中微子偶极矩引起的显著亮度增加受到限制，使得 mu_nu<2.6x10^-12mu_B (68% CL)，其中 mu_B 是玻尔磁子，且 mu_nu<4.5x10^-12 mu_B (95% CL)。在这些结果中，统计误差和系统误差已按平方和开方合成。
引用
@article{arxiv.1308.4627,
title = {Particle-physics constraints from the globular cluster M5: Neutrino Dipole Moments},
author = {Nicolás Viaux and Márcio Catelan and Peter B. Stetson and Georg Raffelt and Javier Redondo and Aldo A. R. Valcarce and Achim Weiss},
journal= {arXiv preprint arXiv:1308.4627},
year = {2015}
}
备注
17 pages, 20 figures, accepted for publication in Astronomy and Astrophysics