轴子星的射电辐射
宇宙学与河外天体物理
2021-03-25 v3 星系天体物理
高能物理 - 唯象学
光学
摘要
我们研究了致密轴子暗物质结构衰变为辐射光子的参数不稳定性。相应的天体——玻色(轴子)星、其星团以及弥散轴子云——在暴胀后的 Peccei-Quinn 图景中大量形成。我们发展了包含有限体积效应、反作用、轴子速度及其(非)相干性的参数共振的一般描述。借助额外的粗粒化,我们的形式体系重现了与光子相互作用的维里化轴子的动力学方程。我们推导了上述各类天体以及坍缩轴子星中参数不稳定性的条件,并评估了光子共振模式及其增长指数。作为副产物,我们计算了玻色星与弥散轴子的受激发射,认为前者对射电背景的贡献可能更大。对于 QCD 轴子,若轴子-光子耦合超出原始 KSVZ 值两个数量级,玻色星会发光而坍缩星会产生射电暴。对于处于共振中的若干邻近轴子星,后一限制得以缓解;对于类轴子粒子则不存在该限制。我们的结果表明,参数效应可能在从快速射电暴(FRB)到过剩射电背景的观测中显现出来。
引用
@article{arxiv.2004.05179,
title = {Radio-emission of axion stars},
author = {D. G. Levkov and A. G. Panin and I. I. Tkachev},
journal= {arXiv preprint arXiv:2004.05179},
year = {2021}
}
备注
19 pages, 15 figures; a reference is added