尘埃散射导致的原行星盘毫米波偏振

我们提出了一种新方法，利用毫米波段的偏振观测来限制原行星盘中的尘埃颗粒大小。如果尘埃颗粒生长到与波长相当的大小，预计尘埃颗粒将具有较大的散射不透明度，因此连续谱辐射预计会因自散射而产生偏振。我们进行了三维辐射转移计算，以估算具有径向高斯型尘埃面密度分布（近期已被发现）的原行星盘的偏振度。最大颗粒尺寸设定为 $100 {\rm~\mu m}$，观测波长设定为 870 ${\rm \mu m}$。我们发现，在亚角秒空间分辨率下，偏振度高达 2.5%，这很可能被未来的 ALMA 观测所探测到。该辐射的偏振是由于各向异性连续谱辐射的散射所致。偏振度图显示双峰分布，偏振矢量在内环呈径向方向，在外环呈方位角方向。我们还发现了偏振度的波长依赖性：当尘埃颗粒的最大尺寸为 $a_{\rm max}\sim\lambda/2\pi$ 时（其中 $\lambda$ 为观测波长），偏振度最高。因此，对原行星盘进行多波段和空间分辨的偏振观测使我们能够限制颗粒大小。基于偏振观测对颗粒大小的限制独立于甚至可能强于基于不透明度指数的限制。