利用毫米波偏振研究过渡盘中的尘埃捕获

空间分辨的偏振（亚）毫米波辐射已在例如 HL Tau 原行星盘中被观测到。磁性排列的颗粒通常被解释为偏振的来源。然而，具有足够高反照率的大尘埃颗粒的自散射是另一种偏振机制，它成为一种独立于谱指数的、用于约束原行星盘中尘埃颗粒尺寸的引人注目的方法。我们研究了在过渡盘的尘埃捕获场景下（即巨行星在盘中打开一个间隙时）毫米波段的尘埃偏振。我们考察了特征偏振图案及其对盘倾角、尘埃尺寸演化、行星位置和观测波长的依赖关系。我们将行星-盘相互作用的二维流体力学模拟与自洽的尘埃生长模型相结合。这些依赖于尺寸的尘埃密度分布被用于后续的三维辐射转移计算，以预测由于散射热辐射导致的 ALMA 波段的偏振度。我们发现，在尘埃演化 1 Myr 后，具有行星间隙的盘的偏振图案呈现出独特的三环结构。两个狭窄的内环位于行星间隙边缘。随着观测波长的增加，所有三个环的位置均发生轻微变化，其中最内环和最外环向内移动。通过比较 ALMA 波段 3、6 和 7 的结果，可以探测到这一距离。在偏振强度最高的区域内，偏振矢量沿方位角方向取向。对于倾斜盘，源自通量梯度的偏振与倾角诱导的四极偏振之间存在相互作用。对于中等倾角的过渡盘，波段 3 的偏振度高达约 2%，远超未来 ALMA 观测的探测极限。