具尘埃沉降的原行星盘中大尺寸多孔颗粒的自散射

对原行星盘（PPDs）在亚毫米波长的观测表明，偏振由热辐射散射引起。用于解释这些观测的大多数尘埃模型存在重大缺陷：它们要么使用远小于尘埃演化模型预期的颗粒，要么产生低于观测值的偏振。我们研究尘埃颗粒孔隙率对亚毫米波长处散射偏振的影响，所涉颗粒尺寸可达毫米级，正如预期存在于PPDs中平面层中的那样。利用有效介质理论，我们计算了多孔尘埃的光学性质，并用以预测散射偏振的行为。随后，对含多孔尘埃的PPDs进行辐射转移模拟，以分析光学深度结构的附加效应，从而分析多次散射事件与不均匀温度分布对偏振的影响。我们发现，填充因子约10%的中等孔隙率多孔尘埃相比致密颗粒提高了偏振。对于更高孔隙率（即填充因子为1%或更低的颗粒），消光不透明度下降，恒质量盘的光学深度亦下降。结果，未偏振的直接辐射主导散射通量，偏振迅速跌落。尽管模拟偏振高于致密颗粒情形，仍低于典型正面盘观测值。然而，若放弃由盘与尘埃演化理论导出的关键模型假设（例如尘埃沉降与毫米级尘埃颗粒），偏振可获提升。不过，对于倾斜盘，我们的参考模型能达到约1%的偏振度，且使用更高盘质量时甚至可高于此值。