ВПЛИВ ФОТОН-АКСІОННИХ КОЛИВАНЬ НА РЕНТГЕНІВСЬКІ СПОСТЕРЕЖЕННЯ КЛАСТЕРУ КОМА

Анотація

Аксіоноподібні частинки виникають як передбачення розширень Стандартної моделі, виокремлюючись як потенційні кандидати на роль темної матерії. Вважається, що аксіони формуються під час проходження світла через магнітні поля, що робить астрофізичне середовище ключовим місцем для їхнього утворення та можливого виявлення. Однак точне встановлення обмежень на параметри аксіонів залишається складною задачею, переважно через обмежене розуміння астрофізичних магнітних полів. Скупчення Кома привертає увагу тим, що воно єдине, де профіль напруженості магнітного поля відносно точно визначений за допомогою вимірювань обертання Фарадея.

Ми дослідили рентгенівський спектр скупчення галактик Кома, використовуючи дані обсерваторії XMM-Newton. Для цього об’єднали дані 8 спостережень XMM-Newton з області розміром 40′  × 40′ із центром у скупченні Кома, проведених у період з 2000 по 2005 рік, із загальною тривалістю 343,8 кс. Рентгенівський спектр внутрішньокластерного середовища був змодельований як випромінювання однотемпературної гарячої плазми. Ми вивчали можливий вплив фотон-аксіонної конверсії на спектр кластера Кома. Ми розглянули параметри — константу зв’язку та масу аксіону, зосереджуючись зокрема на тих їх величинах, які досі залишалися невиключені. Для вибраних параметрів аксіонів їхній основний внесок у спектр може спостерігатися при високих енергіях, що перевищують 5 кеВ. Аналіз обмеженої статистики, зібраної у цьому дослідженні, показує, що простір параметрів для аксіоноподібних частинок, який є виключеним на підставі рентгенівських спостережень скупчення Коми, лежить вище за наступні значення: g_aγ < 5 · 10⁻¹³ ГеВ⁻¹, m_a < 1 · 10⁻¹² еВ з ймовірністю 95%.