超新星 1987A 对自相互作用暗物质的最新约束

我们重新审视了 SN1987A 对与标准模型通过光子动力学混合耦合的轻量级隐藏扇区规范玻色子（“暗光子”）的约束。这些约束之所以成立，是因为暗光子的过量轫致辐射可能导致 SN1987A 前身星核心快速冷却，这与从该事件观测到的中微子相矛盾。我们考虑的模型是作为强自相互作用暗物质的唯象模型而引人关注的。我们澄清了文献中几处可能的模糊之处，并指出了先前分析中的错误。我们发现对暗光子混合参数的约束与 Dent 等人的早期估计大致相符，但这仅仅是因为他们分析中的重大错误偶然抵消了。我们的约束与 Rrapaj & Reddy 以及 Hardy & Lasenby 的后续分析非常一致。我们使用单π交换（OPE）估计暗光子轫致辐射率，而 Rrapaj & Reddy 则使用软辐射近似（SRA）来利用测量的核散射截面。我们发现，通过 OPE 近似或 SRA 近似获得的混合参数约束之间的差异大约为 $\sim 2-3$ 倍。Hardy & Lasenby 在他们的计算中包含了等离子体效应，发现对于低于 $\sim 10\, \mathrm{MeV}$ 的暗光子质量，对暗光子混合的约束显著减弱。我们没有考虑等离子体效应。最后，我们指出 SN1987A 前身星核心的性质仍然有些不确定，仅此不确定性就导致暗光子混合参数的排除值至少存在 $\sim 2-3$ 倍的不确定性。在 SN1987A 前身星内部结构得到更充分的理解，或者发现其他重大的、迄今被忽略的效应之前，对这些估计的进一步细化是没有根据的。