利用伽马射线轴子镜探测原中子星

与核子耦合的类轴子粒子（ALPs）可以在超新星（SN）爆发期间在原中子星（PNS）内部高效产生。如果这些ALPs也与光子耦合，它们可以在银河系磁场中转化为伽马射线。如果超新星位于探测器的视场内，这种超新星引发的伽马射线暴可以被像费米大面积望远镜（Fermi-LAT）这样的伽马射线望远镜观测到。我们表明，可观测的伽马射线能谱对超新星核心中的产生过程很敏感。特别是，如果核子-核子轫致辐射是主要的轴子产生通道，我们预期会得到一个平均能量为$E_a \simeq 50$ MeV的热谱。在这种情况下，伽马射线能谱的观测可以重建原中子星的温度。如果超新星核心中存在大量的π介子，由于轴子-π介子过程，预期会出现第二个峰值在$E_a\simeq 200$ MeV的谱分量。我们证明，通过专门的LAT分析，我们可以探测到这个π介子贡献的存在，表明伽马射线信号谱形的探测是原中子星中π介子丰度的一个独特探针。