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原行星盘中气体流致尘埃颗粒排列产生的毫米波偏振

地球与行星天体物理 2019-04-03 v1 太阳与恒星天体物理

摘要

若尘埃颗粒为细长形状且沿同一方向排列,则会发出本征偏振辐射。颗粒排列的方向由外力决定,例如磁场、辐射以及作用于尘埃颗粒的气体流。在本快报中,我们将气体流致颗粒排列(称为机械排列)的概念应用于原行星盘的情形。我们假设颗粒具有一定的螺旋性,从而导致其短轴平行于颗粒相对于盘内背景气体的速度方向排列,并讨论了原行星盘中偏振矢量的形态。我们发现偏振矢量的方向取决于斯托克斯数(Stokes number),它表征颗粒与气体的耦合程度。若斯托克斯数小于1,由于尘埃相对于气体的速度沿径向,偏振方向为方位角方向。若斯托克斯数约为1,由于气体相对于尘埃的径向与方位角速度分量相当,偏振矢量呈现前导螺旋图案。这表明,若观测到的偏振矢量呈现前导螺旋图案,则意味着尘埃颗粒的斯托克斯数约为1,即可能正处于径向漂移状态。

关键词

引用

@article{arxiv.1903.03529,
  title  = {Millimeter-wave polarization due to grain alignment by the gas flow in protoplanetary disks},
  author = {Akimasa Kataoka and Satoshi Okuzumi and Ryo Tazaki},
  journal= {arXiv preprint arXiv:1903.03529},
  year   = {2019}
}

备注

7 pages, 5 figures, accepted for publication in The Astrophysical Journal Letters