偏振尘埃热发射从原恒星包层到盘尺度的转变

ALMA 已在越来越多深埋原恒星系统中观测到偏振尘埃连续谱发射。其通常显示出从原恒星包层到盘尺度的急剧转变，偏振度一般从 ${\sim} 5\%$ 降至 ${\sim} 1\%$，且推断出的磁场方向变得更平行于系统的主轴。我们利用英仙座分子云中的一组原恒星样本定量研究了这些观测趋势，并将这些特征与非理想 MHD 盘形成模拟进行了比较。我们发现，在从包层到盘尺度的转变中，气体密度比磁场强度增长更快，这使得在盘尺度上更难通过磁场使尘埃颗粒对齐。具体而言，要通过颗粒与 B 场对齐在 ${\sim} 100\,\mathrm{au}$ 尺度上产生观测到的 ${\sim} 1\%$ 偏振，即便尺寸为 $1\,\mathrm{\mu m}$ 的较小颗粒也需要其磁化率较标准值显著增强（约 ${\sim} 20$ 倍），可能通过超顺磁包裹体实现。对较大颗粒这一要求更严苛，增强因子随颗粒尺寸线性增加，对毫米级颗粒可达 ${\sim} 2\times 10^4$。即便所需增强可以实现，模拟中推断出的磁场方向并不表现出对主轴的偏好，这与观测模式不一致。因此我们得出结论：观测趋势最好由如下模型描述，即包层尺度的偏振由磁对齐颗粒主导，而盘尺度的偏振由散射主导。