利用 PSR J1745-2900 对轴子暗物质约束的稳健性研究

我们应用新近发展的等离子体射线追踪技术，对中子星磁层中由轴子暗物质产生的射电光子传播进行建模，并将此与银河系中心磁星 PSR J1745-2900 的档案数据及新数据相结合。该天体的辐射方向及磁取向均不受约束，从而导致参数不确定性。我们的分析表明，射线追踪极大地降低了信号对此不确定性的敏感度，这与先前在某些方向上完全无辐射的计算相反。基于磁层的 Goldreich-Julian 模型与银河系中心轴子密度的 Navarro-Frenk-White 模型，我们获得了迄今为止对轴子-光子耦合最稳健的限制。在质量范围 $\sim 4.2-60\,\mu{\rm eV}$ 内，这些限制可与 CAST 太阳轴子实验相当。若暗物质密度更大（如“尖峰”模型所预言），限制可能强得多。银河系中心区域的暗物质密度现已成为这些计算中最大的不确定性。