弹道聚集体多孔尘埃颗粒建模 I：几何与光学性质
天体物理学
2009-11-13 v2
摘要
我们研究了球形单体随机弹道聚集体对光的散射和吸收。我们提出了一种衡量不规则颗粒孔隙度的一般方法。考虑了三类具有不同孔隙度的弹道聚集体。使用离散偶极近似 (DDA)，计算了三种成分（50% 硅酸盐和 50% 石墨；50% 硅酸盐和 50% 无定形碳；100% 硅酸盐）的颗粒在 0.1 微米至 4 微米波长范围内的散射和吸收截面。对于固定的颗粒质量，增加的孔隙度会增加短波长的消光，但会降低相对于整体聚集体尺寸而言较长波长的消光。只要组成单体远小于入射波长，散射和吸收截面对单体尺寸不敏感。我们将准确的 DDA 结果与另外两种近似进行了比较：解析多层球 (MLS) 模型和有效介质理论 (EMT)。对于高孔隙率和/或吸收性材料，MLS 模型不能很好地近似弹道聚集体的散射和吸收。对于这些聚集体，EMT 方法提供了比 MLS 模型好得多的近似，与本研究中探测的所有类型、成分和波长的 DDA 结果相比，其消光和散射截面的典型差异小于 20%。
引用
@article{arxiv.0801.1996,
title = {Modeling Porous Dust Grains with Ballistic Aggregates I: Geometry and Optical Properties},
author = {Yue Shen and B. T. Draine and Eric T. Johnson},
journal= {arXiv preprint arXiv:0801.1996},
year = {2009}
}
备注
Updated calculations and references; conclusions unchanged; ApJ in press