Stripe 82 中光学卷云的分形维数

尘埃云的几何特征为塑造此类云体的物理过程提供了重要信息。其中一个特征是云体投影到天球面上的 $2D$ 分形维数 $D$。在以往主要基于红外（IR）数据的研究中，发现单个云体的分形维数在 1.1 到 1.7 之间，优选值为 1.2--1.4。在本工作中，我们使用斯隆数字巡天 Stripe 82 的数据来测量卷云的分形维数。与 IR 数据相比，这是首次针对光学数据进行的此类测量，且具有显著更好的分辨率。为了确定分形维数，我们采用了周长-面积法。我们还考虑了相应光学波段的红外（IRAS 和 Herschel）对应体，以比较光学和红外结果之间的差异。我们发现，所有云体在光学波段的平均分形维数为 $\langle D \rangle =1.69^{+0.05}_{-0.05}$，这明显大于其红外对应体的分形维数 $\langle D\rangle=1.38^{+0.07}_{-0.06}$。我们检查了造成这种差异的几个原因（掩膜选择和最小等值线水平、图像和角分辨率等），并发现在大约一半的视场中，光学和红外数据的不同角分辨率（点扩散函数）可以解释相应分形维数之间的差异。对于另一半视场，红外和光学数据的分形维数仍然不一致，这可能与云体的物理性质有关，但需要进一步的物理模拟来证明这一点。