系外行星环的散射偏振辐射

我们研究了由球形微米级颗粒组成的环行星环对系外气态巨行星净散射光偏振的影响。使用三维蒙特卡洛辐射转移代码POLARIS，我们研究了定义环的宏观参数（如环半径和倾角）以及环颗粒的化学成分对净散射偏振的影响。对于球形环颗粒，我们应用了Mie散射理论。我们研究了从光学到近红外波段，散射恒星辐射的通量和偏振随行星相位角和波长的变化。对于所选择的颗粒尺寸分布，环中的尘埃颗粒在所考虑的波长下表现出强烈的前向散射。因此，在较小相位角下，行星的反射通量主导总反射和偏振通量。然而，环的散射和偏振通量在较大相位角下增加并超过行星的总反射通量。对于含有硅酸盐颗粒的大环，在所有相位角下总反射通量都由环中尘埃散射的辐射主导。结果，在较小相位角下偏振方向平行于散射平面。相反，对于含有水冰颗粒的环，在较大相位角下偏振方向平行于散射平面。根据环的倾角和方向，总反射和偏振通量也呈现出特定的分布。与大颗粒相比，小颗粒在较大相位角下表现出更强的偏振。对于含有甲烷和气溶胶的类木星大气，环行星的光谱中缺失甲烷吸收特征。