镁橄榄石的吸收效率 I：晶粒形状与尺寸的 DDA 探索

我们使用离散偶极近似 (DDA) 计算了镁橄榄石的吸收效率 ($Q_{abs}$)，以识别和描述在 8-40 {\mu}m 波长范围内，晶体晶粒形状和尺寸的哪些特征对光谱特征的形状、峰值位置和相对强度至关重要。利用 DDSCAT 代码，我们计算了有效半径 $a_{eff} = 0.1$ {\mu}m 的非球形多面体晶粒形状的 $Q_{abs}$。所识别的形状特征包括：1) 沿三个结晶轴之一的 elongation/reduction（伸长/缩短）；2) 不对称性，即三个结晶轴长度各不相同；3) 存在不平行于特定结晶轴的晶面，例如非矩形棱柱和（双）锥体。Elongation/reduction 主导了 10、11、16、23.5、27 和 33.5 {\mu}m 附近光谱特征的位置和形状，而不对称性和尖端是次要的形状效应。增加晶粒尺寸 (0.1-1.0 {\mu}m) 会使 10、11 {\mu}m 特征系统地移向更长波长，并且相对于 11 {\mu}m 特征，增加了长波长特征的强度并使其略微展宽。建立了针对结晶 a-、b- 和 c-轴的七种光谱形状类别，包括柱状和片状形状以及非 elongated 或等轴晶粒形状。光谱形状类别和晶粒尺寸效应在天体物理环境中识别或排除柱状、片状或等轴镁橄榄石晶粒形状方面具有实际应用。从 8-40 {\mu}m 光谱中识别镁橄榄石的形状特征提供了一种探测镁橄榄石形成温度的潜在手段。