毫米级尘埃引起的散射诱导吸积盘偏振

ALMA 已在越来越多年轻恒星天体周围的吸积盘中探测到空间分辨的（亚）毫米偏振。大多数观测显示的偏振图样与自散射一致，尤其在 ALMA 7 波段。推断出的尘埃尺寸通常约为 100 微米，这与通常由尘埃不透明度指数 β 推断出的毫米尺寸截然不同。为化解这一差异，我们首先引入了所谓的“共面各向同性辐射场”近似，使得（带符号的）偏振度可解析计算。采用一种常用的尘埃成分（如 DSHARP 所用），我们发现大尘埃颗粒模型产生的偏振极小且方向反转，这尚未被观测到。半解析结果通过蒙特卡洛辐射转移模拟得到验证。在这些模型中，“正确”的偏振方向与小的 β 指数不可兼得。为解决这一矛盾，我们探索了由复折射率参数化的广泛尘埃模型。我们发现偏振度大小及其是否反转都以复杂方式依赖于折射率，这种依赖关系在代表性质尘埃尺寸分布（MRN，amax=3mm）和 870 微米波长下被绘制于 n-k 平面。特别地，难熔有机尘埃颗粒产生反转偏振，而同尺寸但由吸收性碳质材料构成的颗粒可产生不反转的百分量级偏振；后者或可缓解由散射诱导偏振与不透明度指数 β 推断出的尘埃尺寸之间的张力。我们得出结论：散射诱导偏振不仅有潜力探测尘埃尺寸，还可探测其成分。