分形尘埃聚集体的光散射 II. 不透明度与非对称因子
地球与行星天体物理
2018-06-20 v2
摘要
尘埃聚集体的光学性质在各种天体物理环境中十分重要。为寻找尘埃聚集体光学性质的可靠近似方法，我们使用严格数值方法T-Matrix方法（TMM）计算尘埃聚集体的不透明度与非对称因子，并将结果与近似方法所得进行比较：Rayleigh-Gans-Debye（RGD）理论、有效介质理论（EMT）和空心球分布法（DHS）。首先，我们确认当多重散射重要时RGD理论失效。此外，我们发现当入射波长小于聚集体半径时，EMT和DHS均无法再现分形维数为2的尘埃聚集体的光学性质。为解决这些问题，我们检验了可考虑多重散射的平均场理论（MFT）。我们表明尘埃聚集体的消光不透明度可由MFT很好再现。然而，也显示当多重散射重要时MFT无法再现散射和吸收不透明度。我们通过对新发展的修正平均场理论（MMF）成功解决了MFT的这一弱点。因此，我们得出结论：MMF可作为研究各种天体物理环境辐射转移性质的有用工具。我们还指出尘埃聚集体在Rayleigh域中吸收不透明度的增强，这对解释原行星盘观测推断出的大毫米波不透明度十分重要。
引用
@article{arxiv.1803.03775,
title = {Light Scattering by Fractal Dust Aggregates. II. Opacity and Asymmetry Parameter},
author = {Ryo Tazaki and Hidekazu Tanaka},
journal= {arXiv preprint arXiv:1803.03775},
year = {2018}
}
备注
version accepted in ApJ