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脉冲星零辐射与轴子云产生的真空射电发射

高能物理 - 唯象学 2024-09-10 v2 宇宙学与河外天体物理 高能天体物理现象

摘要

非相对论性轴子可在脉冲星极冠中高效产生,从而形成一团引力束缚的致密轴子云。本文研究此类轴子云与脉冲星磁层电动力学之间的相互作用,特别关注极冠中的动力学,此处轴子云的影响预期最为显著。对于足够轻的轴子 ma107m_a \lesssim 10^{-7} eV,我们表明轴子云可偶尔屏蔽负责粒子加速与电子对产生的局域电场,从而诱导脉冲星本征射电发射的周期性零辐射。在更大的轴子质量下,轴子场中的小尺度涨落倾向于抑制轴子对电动力学的反作用;然而我们指出,中子星表面附近短寿命真空区域中轴子的非相干振荡可产生一条窄射电谱线,这为先前工作中确认的等离子体共振发射过程提供了一种互补的射电发射源。尽管本文聚焦于磁层中电子对产生的一阶修正,我们推测当轴子反作用变为非线性时,这些系统的电动力学可能存在剧烈偏离。

关键词

引用

@article{arxiv.2311.14795,
  title  = {Pulsar Nulling and Vacuum Radio Emission from Axion Clouds},
  author = {Andrea Caputo and Samuel J. Witte and Alexander A. Philippov and Ted Jacobson},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2311.14795},
  year   = {2024}
}

备注

v2: Updated to match the version appearing in PRL. v1: 6 pages, 1 figure, Supplementary Material (7 pages)