Zvezdnaya evolyutsiya i aksionopodobnye chastitsy: novye ogranicheniya i ukazaniya iz analiza sharovykh skopleniy v dannykh Gaia DR3

Cover Page

Cite item

Full Text

Open Access Open Access
Restricted Access Access granted
Restricted Access Subscription Access

Abstract

Аксионоподобные частицы (ALP) – это гипотетические псевдоскалярные бозоны, естественным образом появляющиеся в расширениях Стандартной модели. Их взаимодействие с обычной материей и излучением подавлено, что затрудняет их обнаружение в лабораторных экспериментах. Однако эти частицы, образующиеся в недрах звезд, могут обеспечивать дополнительный механизм потери энергии, потенциально влияя на звездную эволюцию. Известные методы поиска таких эффектов включают в себя измерение свойств красных гигантов и гелиевых звезд в шаровых скоплениях. Здесь мы используем опубликованные каталоги звезд, отобранных в качестве членов семи шаровых скоплений на основе параллаксов и собственных движений, измеренных инструментом Gaia (Data Realease 3). Используя ранее выведенные теоретические соотношения и новые данные, мы находим ограничение сверху на константу связи ALP с электронами, gae < 5.2 × 10−14 (95% CL), и указание (3.3σ) на ненулевую константу связи ALP с фотонами, gaγ = (6.5+1.1−1.3) × 10−11 ГэВ−1. Учитывая точность современных наблюдательных данных, в будущем необходимо уточнить ограничения на ALP с помощью более сложных анализов.

About the authors

S. V Troitskiy

Email: st@ms2.inr.ac.ru

References

  1. G. G. Raffelt, Stars as laboratories for fundamental physics: The astrophysics of neutrinos, axions, and other weakly interacting particles, University of Chicago Press, Chicago (1996).
  2. L. Di Luzio, M.Fedele, M. Giannotti, F. Mescia, and E. Nardi, JCAP 02, 035 (2022).
  3. A. Caputo and G. Raffelt, PoS 454, 041 (2024).
  4. A. Renzini and F. F. Pecci, Ann. Rev. Astron. Astrophys. 26, 199 (1988).
  5. T. Prusti, J. de Bruijne, A. Brown et al. (Gaia), Astron. Astrophys. 595, A1 (2016).
  6. A. Vallenari, A. Brown, T. Prusti et al. (Gaia), Astron. Astrophys. 674, A1 (2023).
  7. G. A. Gontcharov, A. V. Mosenkov, and M. Y. Khovritchev, Mon. Not. Roy. Astron. Soc. 483, 4949 (2019).
  8. G. A. Gontcharov, M. Y. Khovritchev, and A. V. Mosenkov, Mon. Not. Roy. Astron. Soc. 497, 3674 (2020).
  9. G. A. Gontcharov, M. Y. Khovritchev, A. V. Mosenkov, V. B. Il’in, A. A. Marchuk, S. S. Savchenko, A. A. Smirnov, P. A. Usachev, and D. M. Poliakov, Mon. Not. Roy. Astron. Soc. 508, 2688 (2021).
  10. G. A. Gontcharov, M. Y. Khovritchev, A. V. Mosenkov, V. B. Il’in, A. A. Marchuk, D. M. Poliakov, O. S. Ryutina, S. S. Savchenko, A. A. Smirnov, P. A. Usachev, J.-W. Lee, C. Camacho, and N. Hebdon, Mon. Not. Roy. Astron. Soc. 518, 3036 (2023).
  11. G. A. Gontcharov, C. J. Bonatto, O. S. Ryutina, S. S. Savchenko, A. V. Mosenkov, V. B. Il’in, M. Y. Khovritchev, A. A. Marchuk, D. M. Poliakov, A. A. Smirnov, and J. Seguine, Mon. Not. Roy. Astron. Soc. 526, 5628 (2023).
  12. G. A. Gontcharov, S. S. Savchenko, A. A. Marchuk, C. J. Bonatto, O. S. Ryutina, M. Y. Khovritchev, V. B. Il’in, A. V. Mosenkov, D. M. Poliakov, and A. A. Smirnov, Res. Astron. Astrophys. 24, 065014 (2024).
  13. H. Baumgardt and E. Vasiliev, Mon. Not. Roy. Astron. Soc. 505, 5957 (2021).
  14. P. Montegriffo, M. Bellazzini, F. De Angeli et al. (Gaia), Astron. Astrophys. 674, A33 (2023).
  15. E. B. Amoores, R. M. Jesus, A. Moitinho, V. Arsenijevic, R. S. Levenhagen, D. J. Marshall, L. O. Kerber, R. Künzel, and R. A. Moura, Mon. Not. R. Astron. Soc. 508, 1788 (2021).
  16. O. Straniero, C. Pallanca, E. Dalessandro, I. Domínguez, F. R. Ferraro, M. Giannotti, A. Mirizzi, and L. Piersanti, Astron. Astrophys. 644, A166 (2020).
  17. A. Ayala, I. Domínguez, M. Giannotti, A. Mirizzi, and O. Straniero, Phys. Rev. Lett. 113, 191302 (2014).
  18. G. Worthey and H.-C. Lee, Astrophys. J. Suppl. 193, 1 (2011).
  19. A. Recio-Blanco, G. Piotto, F. de Angeli, S. Cassisi, M. Riello, M. Salaris, A. Pietrinferni, M. Zoccali, and A. Aparicio, Astron. Astrophys. 432, 851 (2005).
  20. A. Serenelli, A. Weiss, S. Cassisi, M. Salaris, and A. Pietrinferni, Astron. Astrophys. 606, A33 (2017).
  21. L. Di Luzio, M. Fedele, M. Giannotti, F. Mescia, and E. Nardi, Phys. Rev. Lett. 125(13), 131804 (2020).
  22. F.Tognini, G. Valle, M. Dell’Omodarme, S. Degl’Innocenti, and P. G. Prada Moroni, Astron. Astrophys. 679, A75 (2023).
  23. M. J.Dolan, F. J. Hiskens, and R. R. Volkas, JCAP 10, 096 (2022).
  24. S. Navas, C. Amsler, T. Gutsche et al. (Particle Data Group), Phys. Rev. D 110, 030001 (2024).
  25. A. Mucciarelli, L. Lovisi, B. Lanzoni, and F. R. Ferraro, Astrophys. J. 786, 14 (2014).
  26. M. Salaris, M. Riello, S. Cassisi, and G. Piotto, Astron. Astrophys. 420, 911 (2004).
  27. I. G. Irastorza and J. Redondo, Prog. Part. Nucl. Phys. 102, 89 (2018).
  28. M. Libanov and S. Troitsky, Phys. Lett. B 802, 135252 (2020).
  29. L.-Q. Gao, X.-J. Bi, J. Li, and P.-F. Yin, arXiv:2407.20118 (2024).
  30. C. O’Hare, https://cajohare.github.io/AxionLimits/, July (2020).
  31. W. A. Terrano, E. G. Adelberger, J. G. Lee, and B. R. Heckel, Phys. Rev. Lett. 115, 201801 (2015).
  32. E. Aprile, K. Abe, F. Agostini et al. (XENONnT), Phys. Rev. Lett. 129, 161805 (2022).
  33. R. Ballou, G. Deferne, M.Finger et al. (OSQAR), Phys. Rev. D 92, 092002 (2015).
  34. V. Anastassopoulos, S. Aune, K. Barth et al. (CAST), Nature Phys. 13, 584 (2017).
  35. K. Altenmuüller, V. Anastassopoulos, S. Arguedas-Cuendis et al. (CAST), arXiv:2406.16840 (2024).
  36. D. Noordhuis, A. Prabhu, S. J. Witte, A. Y. Chen, F. Cruz, and C. Weniger, Phys. Rev. Lett. 131, 111004 (2023).
  37. M. Giannotti, I. G. Irastorza, J. Redondo, A. Ringwald, and K. Saikawa, JCAP 10, 010 (2017).
  38. S. V. Troitsky, JETP Lett. 105, 55 (2017).
  39. G. Galanti and M. Roncadelli, Universe 8, 253 (2022).
  40. G. Galanti, L. Nava, M. Roncadelli, F. Tavecchio, and G. Bonnoli, Phys. Rev. Lett. 131, 251001 (2023).
  41. S. V.Troitsky, Pis’ma v ZhETF 116, 745 (2022).
  42. S. Troitsky, JCAP 01, 016 (2024).
  43. M. A.Kudenko and S. V. Troitsky, JETP Lett. 119, 335 (2024).
  44. M. Simet, D. Hooper, and P. D. Serpico, Phys. Rev. D 77, 063001 (2008).
  45. M. Fairbairn, T. Rashba, and S. V. Troitsky, Phys. Rev. D 84, 125019 (2011).

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download

Copyright (c) 2025 Российская академия наук

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».