复合型和多孔星际尘埃粒子光学性质的建模

星际尘埃和星际尘埃粒子表明具有非均匀且松散的结构。我们研究了描述此类复合粒子光散射的不同方法。既使用分层粒子模型，又使用含有Rayleigh 和非Rayleigh 杂质的离散偶极子计算。计算表明，多孔率是决定光散射性质的关键参数。我们发现，层状粒子的光学性质取决于层数和位置，如果层数较少时（$\la 15$）。对于较大层数的散射特性则与层次序列无关。含杂质粒子的光学性质取决于杂质大小，只要多孔率较大。在多孔率较大的情况下，含不同大小杂质的非常多孔粒子的散射特性接近于多层球体。我们将这些计算结果与有效介质理论（EMT）的预测进行比较，这些理论常被用于计算复合粒子的光学性质。我们分析的结果表明，粒子的内部结构（层状与杂质）仅在多孔率不超过50%时略微影响粒子的光学特性。在这种情况下，用EMT计算得到的复合粒子光学性质与精确方法在层状粒子上的结果一致。对于更大的多孔率，标准EMT规则（即Garnett 和Bruggeman 规则）仅适用于含Rayleigh 杂质的粒子。