涨落模糊轴子晕对恒星动力学的影响：一个随机模型

由超轻轴子组成的模糊暗物质已引起关注，主要源于与冷暗物质相关的星系尺度问题。但被认为可能缓解这些问题的较大德布罗意波长，也会导致对超轻轴子构成约束的涨落。我们改进并扩展了一种先前用于描述气体涨落对冷暗物质尖峰影响的方法，以确定超轻轴子晕对经典测试粒子运动的印记。我们首先在经典粒子的统计均匀介质中评估涨落效应，然后在类似的超轻轴子系统中评估。第一种情况中，由白噪声密度涨落可恢复经典的二体弛豫时间（及扩散系数）。第二种情形中，涨落并非源于离散噪声，而是来自有限德布罗意波长；因此在该尺度上存在关联，而在更大尺度上保留白噪声，这阐明了与经典弛豫的对应关系。将所得密度功率谱与关联函数同数值模拟推断的结果进行比较，并评估了由相关势涨落引起的弛豫时间。我们随后应用结果估算嵌入轴子暗晕中的盘加热。发现这意味着轴子质量 $m \ga 2 \times 10^{-22} {\rm eV}$。最后将模型应用于天炉座II中心星团，确认原则上可获得对 $m$ 远更强的约束，并讨论了导致这些约束的假设相关的局限性。