一种用于星际尘埃的新解析散射相函数
星系天体物理
2022-03-23 v1
摘要
背景：正确模拟星际尘埃颗粒的散射需要对散射相函数进行良好表征。Henyey-Greenstein 相函数已成为描述尘埃颗粒各向异性散射的标准，但它在光学波段之外对真实散射相函数的代表性很差。目的：我们研究 Henyey-Greenstein 相函数的替代方案，以允许描述尘埃颗粒的散射特性。我们的目标是在真实性与复杂性之间找到平衡：散射相函数应足够灵活，以在宽波长范围内对尘埃颗粒的散射特性提供精确拟合，同时又应足够简单以便于处理，特别是在辐射转移计算的背景下。方法：我们将各种解析相函数拟合到对应于 BARE-GR-S 模型的散射相函数，该模型是最流行和常用的星际尘埃模型之一。我们权衡解析相函数中拟合的精度与自由参数的数量。结果：我们确认 Henyey-Greenstein 相函数对尘埃颗粒散射的描述很差，尤其在紫外（UV）波长处相对差异高达 50%。Draine 相函数在近红外（NIR）波长处缓解了此问题，但在 UV 处没有。最近在纳米尺度材料和水介质光散射背景下被提倡的双项 Reynolds-McCormick 相函数对 BARE-GR-S 数据描述得非常好，但其五个自由参数是简并的。我们提出了一种更简单的相函数，即双项超球面-2（TTU2）相函数，它同样在整个 UV-NIR 波长范围内对 BARE-GR-S 相函数提供了极好的拟合。（节略）
引用
@article{arxiv.2202.01607,
title = {A new analytical scattering phase function for interstellar dust},
author = {Maarten Baes and Peter Camps and Anand Utsav Kapoor},
journal= {arXiv preprint arXiv:2202.01607},
year = {2022}
}
备注
12 pages, 7 figures, accepted for publication in A&A