Skip to main content
CenXiv.org
此网站处于试运行阶段,支持我们!
我们衷心感谢所有贡献者的支持。
贡献
赞助
cenxiv logo > astro-ph > arXiv:2505.03038v1

帮助 | 高级搜索

天体物理学 > 高能天体物理现象

arXiv:2505.03038v1 (astro-ph)
[提交于 2025年5月5日 ]

标题: 一个连续的银河轴子线源:23钠的显著案例

标题: A Continuous Galactic Line Source of Axions: The Remarkable Case of 23Na

Authors:W. C. Haxton, Xing Liu, Annie McCutcheon, Anupam Ray
摘要: 我们认为,$^{23}$Na 是星系轴子的潜在重要来源。 在$\gtrsim 7 \times 10^8$K 的温度下——这是超新星和 ONeMg 白矮星的大质量前身星中碳燃烧的特征——$^{23}$Na 的 440 keV 第一激发态具有热填充性,其反复衰变将恒星能量泵入逃逸的轴子中。 奇数 A 核丰度在高温恒星环境中通常非常低(或由于燃耗而完全不存在)。 $^{23}$Na 是个例外:该同位素的 $\approx 0.1 M_\odot$ 在碳燃烧过程中合成,然后保持在 $\approx 10^9$K 下,时间最长可达 $6 \times 10^4$y。 使用MESA模拟,银河系模型,并通过对先祖质量、位置和演化阶段的采样,我们发现在地球上的连续通量为$\langle \phi_a \rangle \approx 22$/cm$^2$秒对于$g^\mathrm{eff}_{aNN} = 10^{-9}$。 这些轴子中的一部分在穿过银河系磁场时转化为光子,产生一个440 keV的特征线$\gamma$射线,可以被全天空探测器(如康普顿光谱仪和成像仪(COSI))探测到。 假设存在一个1$\mu$G 银河磁场和足够轻的轴子质量,我们发现COSI将在探测$| g_{aNN}^\mathrm{eff} g_{a \gamma \gamma} | \gtrsim1.8 \times 10^{-22}$GeV$^{-1}$方面,在进行两年的调查后达到$3\sigma$。
摘要: We argue that $^{23}$Na is a potentially significant source of galactic axions. For temperatures $\gtrsim 7 \times 10^8$K -- characteristic of carbon burning in the massive progenitors of supernovae and ONeMg white dwarfs -- the 440 keV first excited state of $^{23}$Na is thermally populated, with its repeated decays pumping stellar energy into escaping axions. Odd-A nuclear abundances are typically very low in high-temperature stellar environments (or absent entirely due to burn-up). $^{23}$Na is an exception: $\approx 0.1 M_\odot$ of the isotope is synthesized during carbon burning then maintained at $\approx 10^9$K for times ranging up to $6 \times 10^4$y. Using MESA simulations, a galactic model, and sampling over progenitor masses, locations, and evolutionary stages, we find a continuous flux at earth of $\langle \phi_a \rangle \approx 22$/cm$^2$s for $g^\mathrm{eff}_{aNN} = 10^{-9}$. Some fraction of these axions convert to photons as they propagate through the galactic magnetic field, producing a distinctive 440 keV line $\gamma$ ray detectable by all-sky detectors like the Compton Spectrometer and Imager (COSI). Assuming a 1$\mu$G galactic magnetic field and a sufficiently light axion mass, we find that COSI will be able to probe $| g_{aNN}^\mathrm{eff} g_{a \gamma \gamma} | \gtrsim1.8 \times 10^{-22}$ GeV$^{-1}$ at $3\sigma$ after two years of surveying.
评论: 6页,4个图
主题: 高能天体物理现象 (astro-ph.HE) ; 高能物理 - 实验 (hep-ex); 高能物理 - 现象学 (hep-ph); 核实验 (nucl-ex); 核理论 (nucl-th)
引用方式: arXiv:2505.03038 [astro-ph.HE]
  (或者 arXiv:2505.03038v1 [astro-ph.HE] 对于此版本)
  https://doi.org/10.48550/arXiv.2505.03038
通过 DataCite 发表的 arXiv DOI

提交历史

来自: Wick Haxton [查看电子邮件]
[v1] 星期一, 2025 年 5 月 5 日 21:35:53 UTC (2,718 KB)
全文链接:

获取论文:

    查看标题为《》的 PDF
  • 查看中文 PDF
  • 查看 PDF
  • HTML(实验性)
  • TeX 源代码
  • 其他格式
许可图标 查看许可
当前浏览上下文:
astro-ph.HE
< 上一篇   |   下一篇 >
新的 | 最近的 | 2025-05
切换浏览方式为:
astro-ph
hep-ex
hep-ph
nucl-ex
nucl-th

参考文献与引用

  • NASA ADS
  • 谷歌学术搜索
  • 语义学者
a 导出 BibTeX 引用 加载中...

BibTeX 格式的引用

×
数据由提供:

收藏

BibSonomy logo Reddit logo

文献和引用工具

文献资源探索 (什么是资源探索?)
连接的论文 (什么是连接的论文?)
Litmaps (什么是 Litmaps?)
scite 智能引用 (什么是智能引用?)

与本文相关的代码,数据和媒体

alphaXiv (什么是 alphaXiv?)
CatalyzeX 代码查找器 (什么是 CatalyzeX?)
DagsHub (什么是 DagsHub?)
Gotit.pub (什么是 GotitPub?)
Hugging Face (什么是 Huggingface?)
带有代码的论文 (什么是带有代码的论文?)
ScienceCast (什么是 ScienceCast?)

演示

复制 (什么是复制?)
Hugging Face Spaces (什么是 Spaces?)
TXYZ.AI (什么是 TXYZ.AI?)

推荐器和搜索工具

影响之花 (什么是影响之花?)
核心推荐器 (什么是核心?)
IArxiv 推荐器 (什么是 IArxiv?)
  • 作者
  • 地点
  • 机构
  • 主题

arXivLabs:与社区合作伙伴的实验项目

arXivLabs 是一个框架,允许合作伙伴直接在我们的网站上开发和分享新的 arXiv 特性。

与 arXivLabs 合作的个人和组织都接受了我们的价值观,即开放、社区、卓越和用户数据隐私。arXiv 承诺这些价值观,并且只与遵守这些价值观的合作伙伴合作。

有一个为 arXiv 社区增加价值的项目想法吗? 了解更多关于 arXivLabs 的信息.

这篇论文的哪些作者是支持者? | 禁用 MathJax (什么是 MathJax?)
  • 关于
  • 帮助
  • contact arXivClick here to contact arXiv 联系
  • 订阅 arXiv 邮件列表点击这里订阅 订阅
  • 版权
  • 隐私政策
  • 网络无障碍帮助
  • arXiv 运营状态
    通过...获取状态通知 email 或者 slack

京ICP备2025123034号