大毫米级不规则颗粒散射产生的原行星盘(亚)毫米波尘埃偏振
地球与行星天体物理
2023-03-08 v2 太阳与恒星天体物理
摘要
尘埃颗粒尺寸是星周盘物理与化学过程的关键,但颗粒尺寸的观测约束仍具挑战性。(亚)毫米连续谱观测常显示沿盘短轴方向的百分级偏振,通常归因于m尺寸球形颗粒的散射(尺寸参数,其中为波长)。更大的球形颗粒(大于1)会产生相反的偏振方向。然而,推断出的尺寸与指向更大毫米/厘米级颗粒的不透明度指数存在矛盾。我们利用实验室实验获得的光学性质,研究了大于1的大尺寸不规则颗粒的散射产生偏振。使用辐射转移代码RADMC-3D,我们发现大不规则颗粒仍产生平行于盘短轴的偏振。若采用光学中原始的forsterite折射率,则所有样品均可产生通常观测到的偏振水平。考虑到DSHARP尘埃模型更常用的折射率,仅为几(对应毫米级颗粒)的颗粒能达到相同偏振水平。我们的结果表明盘中颗粒尺寸可处于毫米量级,这可能缓解散射与其他手段推断颗粒尺寸间的矛盾。此外,若大不规则颗粒未沉降至中平面,其强前向散射可产生倾斜盘近侧与远侧间的不对称性,可用于推断其存在。
引用
@article{arxiv.2206.12357,
title = {(Sub)millimeter Dust Polarization of Protoplanetary Disks from Scattering by Large Millimeter-Sized Irregular Grains},
author = {Zhe-Yu Daniel Lin and Zhi-Yun Li and Haifeng Yang and Olga Muñoz and Leslie Looney and Ian Stephens and Charles L. H. Hull and Manuel Fernández-López and Rachel Harrison},
journal= {arXiv preprint arXiv:2206.12357},
year = {2023}
}
备注
14 pages, 9 figures, published by MNRAS