具有极端旋转倾向的中子星可能会产生宇宙中最受欢迎的粒子之一。
这些基本粒子被称为轴子，迄今为止它们纯粹是假设的。不过，如果我们确实找到了它们，我们就可以解决宇宙中一些最大的问题，包括至少一种暗物质的身份。
这些快速旋转的恒星捕获轴子的效率应该如此之高，以至于难以捉摸的粒子可能会被隔离到足够高的数量以最终检测到。这将为我们提供一些关于轴子的性质和特性的重要线索，例如它的质量。
自从物理学家在 20 世纪 70 年代提出轴子的存在以来，天文学家一直在寻找有关轴子的线索。一个有点像中微子，t人们认为它们与其他物质的相互作用很弱，因此很难被发现。
然而，如果它们在一定的质量范围内，预计它们的行为与暗物质完全相同，从而产生明显的引力效应，而这种效应不能仅根据宇宙中正常物质的数量来解释。
理论上，在足够强的磁场存在下，轴子预计很容易衰变成光子对，从而有效地使它们可见。在强磁场附近没有容易确定的光源的情况下发现多余的光可能是轴子衰变的迹象。
中子星具有令人难以置信的强大磁场。这些天体是大质量恒星的核心，这些恒星已经变成了超新星，坍缩成炽热、超致密的质量，这些质量被挤压在一起，它们的行为很像一个城市大小的单个原子核。
从这个物体旋转出来的磁场是比地球强大数万亿倍;强大到足以杀死你，如果其他的话特征没有先到达那里。
脉冲星是一种带有额外扭曲的中子星：它以极高的速度旋转，通常快至毫秒级。当它这样做时，强大的无线电发射束从脉冲星的两极爆炸，因此它似乎在空间中脉动就像宇宙灯塔。这种自旋还有另一个作用：它似乎增加了中子星磁场的力量。
阿姆斯特丹大学的物理学家 Dion Noordhuis 和他的同事去年发表了一篇论文，发现这些快速旋转的恒星能够产生每分钟 50 位轴子数。当它们逃离恒星时，这些轴子会穿过恒星的磁场并转化为光子，使脉冲星比应有的亮度稍微亮一点。
分析了一些，他们无法检测到任何额外的光。这并不意味着这些假设的粒子不存在；而是意味着它们不存在。只是，如果存在轴子，它们可能产生的信号就会受到更严格的限制。
根据继续先前研究的一篇新论文，被恒星极端引力捕获的轴子也应该产生信号。随着时间的推移——也许是百万年的时间尺度——轴子应该在脉冲星附近积累，持续中子星的寿命，在恒星表面产生一层微弱的、朦胧的层。
根据该团队的分析，这些轴子云（如果存在）对于中子星来说应该是正常的，这意味着它们最多（如果不是全部）存在。而且它们的密度应该非常大，比当地高出大约 20 个数量级密度，这意味着当光子无泄漏时，它们应该反过来产生可检测的特征。
我们不确定这个签名会采取什么形式，但团队提出了两种主要的可能性。一种是连续信号，是脉冲星无线电频谱中的一条窄线，其频率对应于轴子的质量。我们不知道这个质量是多少，但光谱中这条线的缺失可能会缩小范围。
另一种是中子星寿命结束时的光爆发，即中子星停止发射辐射的时刻。这一过程预计将自然发生数万亿年;宇宙还没有老到足以发生这种情况，所以我们不太可能很快观察到垂死中子星的任何轴子爆发。这使得连续信号成为最佳选择。
与多余的光一样，研究人员无法找到附近脉冲星周围存在中子星轴子云的证据。但非探测允许在一定范围内对轴子的质量进行最强的限制，而不依赖于轴子是暗物质的假设。
这项研究还为未来的搜索铺平了道路，为我们提供了寻找和理解这种神秘、难以捉摸的粒子特性的新方法。
该研究发表于物理评论X。
