辐射力矩诱导的尘埃颗粒定向排列：内能弛豫与复杂辐射场的影响

早期关于颗粒定向排列的研究主要针对具有强内能弛豫的星际尘埃颗粒，这种弛豫使颗粒的最大转动惯量轴相对于颗粒的角动量定向排列。在本文中，我们研究了大不规则颗粒（例如吸积盘中的颗粒）在辐射力矩下的定向排列，对这些颗粒而言内能弛豫处于次要地位。我们使用了数值计算以及我们早先引入的螺旋颗粒解析模型。我们证明了处于这种状态的颗粒表现出更复杂的动力学。特别是，如果初始时颗粒的最大转动惯量轴与角动量成小角度，那么辐射力矩可以使颗粒的最大转动惯量轴与角动量定向排列，并且当存在高角动量吸引子（high-J吸引子）时，最大转动惯量轴和角动量均与磁场定向排列。对于没有high-J吸引子的定向排列，除了早期研究的低角动量吸引子（low-J吸引子）外，还出现了新的low-J吸引子。前者和后者分别对应于长轴垂直和平行于角动量的定向排列。此外，我们研究了在存在强内能弛豫情况下的颗粒定向排列，但这种排列并非如早期研究那样由辐射束诱导，而是由复杂辐射场诱导，该辐射场可分解为偶极和四极分量。我们发现，在这种情况下，存在high-J吸引子的参数空间$q^{max}$更为扩展，这意味着预期会有更高的极化度。我们获得的结果有助于对分子云和吸积盘中由定向排列颗粒产生的极化进行建模。