厚 H I 介质中的 Lya 偏振

我们研究了在均匀充满中性氢的静止、无尘、厚平行薄片中 Lya 的线性偏振。由于散射相位函数在 Lya 翼散射中呈偶极子型，而这与由共振散射导致的更各向同性散射相位函数形成鲜明对比，Lya 的外显偏振主要由翼散射次数决定。当散射介质极厚时，沿 grazing 方向外射的光子偏振方向垂直于薄片法向，达到 12%，这与 1960 年由 Chandrasekhar 研究的半无限厚介质中 Thomson 散射极限相吻合。翼散射次数在逃逸之前对 Voigt 参数 $a$ 与线心光深 $\tau_0$ 的乘积极其敏感，这也能解释偏振程度的变化，与 Thomson 散射情形作比较。当 $a\tau_0<10^3$ 时，偏振方向平行于薄片法向；而当 $a\tau_0>10^3$ 时，偏振方向垂直于薄片法向。我们的模拟 Lya 光谱偏振在极厚介质中表现为：线心附近偏振可忽略不计，近翼部分呈平行偏振，远翼部分呈垂直偏振——偏振方向相对于薄片法向进行测量。偏振翻转自然反映了 Lya 传递过程在实空间与频率空间中的扩散本质。我们还讨论了与近翼部分平行偏振相关的视场效应。