球形尘埃颗粒聚合体的辐射扭矩自旋效率

目标。理解观察到的尘埃极化信号至关重要，必须了解星际尘埃颗粒的旋转动力学。此外，高旋转速度可能导致颗粒旋转破裂，这会影响颗粒尺寸分布。我们旨在约束用于准确描述球形尘埃颗粒聚合体受辐射扭矩 (RAT) 驱动的旋转自旋过程的参数集合。方法。我们将尘埃颗粒建模为由均匀球形粒子 (单体) 的球形聚合而成的复杂分形聚合体，研究了不同尺寸的单体。我们研究了不同丰度、形状和尺寸的尘埃材料，并在不同辐射源的存在下进行了研究。结果。我们发现，标准参数化方法会高估球形尘埃颗粒聚合体因 RAT 而产生的最大角速度 $\omega_{\mathrm{RAT}}$。为解决此问题，我们提出了一种更准确预测 $\omega_{\mathrm{RAT}}$ 的新参数化方法。我们发现，RAT 对较大颗粒且单体密度较低的尘埃颗粒最为高效。该参数化方法包含两个幂律段，斜率不同，但对所有颗粒尺寸保持普适性。最大颗粒旋转速度并不随辐射强度线性增长，因为取决于颗粒材料和环境，支配不同阻力机制。单个尘埃颗粒的角速度 $\omega_{\mathrm{RAT}}$ 分布很宽，可与平均值相差最高两个数量级。尽管球形聚合体的 RAT 效率较低，但强辐射源（强于约 100 倍典型星际辐射场）仍可能产生足以导致尘埃颗粒旋转破裂的高旋转速度。