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太阳针状物中轴子的共振辐射转换

高能物理 - 唯象学 2023-05-17 v1 宇宙学与河外天体物理

摘要

近来观测到几乎覆盖整个太阳表面的太阳针状物具有强磁场B102B\sim 10^2G。它们被认为是源自色球层并可达104\sim 10^4km的等离子体喷流。其电子数密度为ne=1010cm3n_e=10^{10}\rm cm^{-3}\sim 1012cm310^{12}\rm cm^{-3}。相应等离子体频率mp=e2ne/mem_p=\sqrt{e^2n_e/m_e}(电子质量mem_e)近似等于轴子质量ma=105m_a=10^{-5}eV104\sim 10^{-4}eV。因此,该质量轴子可在针状物中发生共振辐射转换。我们表明,由轴子暗物质转换而来的辐射具有通量密度106\mboxJy(ma/104\mboxeV)(B/3×102G)2\sim 10^{-6}\mbox{Jy}(m_a/10^{-4}\mbox{eV})(B/3\times 10^2\rm G)^2。该辐射呈现线状谱,频率24\simeq 24GHz(ma/104eV)(m_a/10^{-4}\rm eV)。相较于中子星中类似估计,我们的估算在物理参数上不确定性更少,因为太阳中电子数密度等物理参数已被更明确地观测到。但是,过强的太阳热辐射将阻碍对此类轴子辐射的灵敏观测。

关键词

引用

@article{arxiv.2206.07866,
  title  = {Resonant Axion Radiation Conversion in Solar Spicules},
  author = {Aiichi Iwazaki},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2206.07866},
  year   = {2023}
}

备注

6 pages, no figure