原行星盘中致密尘埃聚集体的多波长光学性质

在原行星盘中，微米级尘埃颗粒凝聚形成具有复杂形状和成分的更大结构。凝聚过程显著改变盘中粒子的吸收和散射特性。为正确解释原行星盘的观测并在行星形成第一步背景下放置这些观测，理解这些复杂结构的光学性质至关重要。我们利用聚集体结构的详细计算推导尘埃聚集体的光学性质，并将这些计算要求高的结果与实践中更便宜计算的近似方法比较。以此我们希望理解近似方法的优点和问题，并定义它们能或不能用于分析发生显著颗粒增长的天体观测的上下文。对于详细计算，我们使用了离散偶极近似（DDA），一种能够计算光与复杂形状、非均匀粒子相互作用的方法。我们将结果与使用球形和不规则、均匀及非均匀粒子获得的结果进行了比较。虽然没有任何近似方法正确再现大尘埃聚集体的所有特征，但尘埃的热性质可使用不规则形状、多孔、非均匀颗粒来分析。散射相函数的不对称性是聚集体尺寸的良好指示，而偏振度可能由组成颗粒的尺寸决定。从聚集体导出的光学性质与最频繁使用的标准（球形颗粒中的“天文硅酸盐”）显著不同。我们概述了一种可用于原行星盘中聚集体尘埃多波长分析的在计算上快速且相对准确的方法。