用于检验椭球形尘埃光学光偏振模型的范式示例

我们提出了一个通用框架，说明如何在三维蒙特卡洛辐射转移（MCRT）代码中实现并检验由排列的椭球形尘埃颗粒的散射、二向色消光和双折射所引起的辐射偏振。我们推导了求解控制尘埃包裹天体中斯托克斯参数变化的辐射转移方程的方法。我们利用椭球形颗粒以及电子的Müller矩阵，以及消光、散射、线性和圆偏振截面。使用了一个成熟的MCRT代码，并将其能力扩展以包含斯托克斯形式体系。我们计算了光经椭球形颗粒散射、二向色消光和双折射所引起的偏振态变化。处理了光学深度和反照率对偏振的依赖关系。描述了椭球形颗粒散射在随机游走步以及定向散射（peel-off）两方面的实现。通过针对离开模型空间的光子包的角度分箱方法，以及用于生成图像的逆光线追踪例程，确定了天体辐射的可观测偏振。我们给出了范式示例，并由此推导了椭球形尘埃颗粒引起光学光偏振的解析解。这些测试适用于MCpol及其他此类代码的基准验证，并能量化所达到的数值精度。我们证明，与解析解相比，MCpol在斯托克斯参数上的一致性优于0.1%。