通过取向排列颗粒散射的偏振光学/红外光探测原行星盘大气中的磁场

磁场在原行星盘中起着重要作用。盘大气中的磁场尤为引人关注，因其与风 launching 机制相连。本工作中，我们研究盘大气中磁取向排列颗粒散射光的偏振，聚焦于偏振方向相对经典方位角方向的偏离，这有望用 VLT/SPHERE 等仪器的近红外偏振测量探测到。我们用简单盘模型表明，偏振甚至可沿径向（而非方位角）方向，尤其在具环向主导磁场的高倾角盘中。这种偏振反转由排列颗粒极化率各向异性引起，因而是此类颗粒的明确标志。我们表明近红外光在 $\tau=1$ 表面主要由 $\mu$m 级或更小的颗粒散射，若含超顺磁包体则此类颗粒可被磁取向排列。为与观测比较，我们生成 $U_\phi/I$ 与 $Q_\phi/I$ 比值的合成图，可用于通过负 $Q_\phi$（偏振反转）和/或显著 $U_\phi/I$ 水平推断（磁）排列颗粒的存在。我们表明现有数据中的两个特征——$U_\phi$ 相对盘短轴的非对称分布，以及以正或负为主的 $U_\phi$ 空间分布——无法用轴对称盘中球形颗粒散射解释，它们为排列非球形颗粒散射提供了间接证据。