Polarized scattered light from self-luminous exoplanets. Three-dimensional scattering radiative transfer with ARTES
直接成像为年轻和自发光气体巨星的大气特征铺平了道路。在水平不均匀大气中的散射导致热辐射的盘集成偏振被线性偏振，可能用最新一代的高对比度成像仪器检测到。我们的目的是调查的纬度和经度的云变化，环行磁盘，大气扁率，云粒子的属性上的综合程度和偏振方向在近红外的效果。我们开发了一个三维蒙特卡罗辐射转移程序（ARTES），用于（exo）行星大气的散射光模拟。该代码适用于计算反射光和热辐射在一个球形网格与参数化分布的气体，云，霾，和环行星际物质。水平非均匀大气的圆盘积分偏振度在行星变平时最大，赤道云的光学厚度比极地云大，并且云位于高空。对于扁平行星，积分偏振相对于球形行星既可以增加也可以减少，这取决于云的水平分布和光学厚度。当云呈带状分布时，偏振方向可以平行于旋转轴的投影方向，也可以垂直于旋转轴的投影方向。由亚微米尺寸的云颗粒的瑞利散射将使偏振信号最大化，而作为前向散射的结果，对于微米尺寸的云颗粒，偏振的积分程度显著降低。冷或热的环行星盘的存在也可能产生可检测的偏振度（$\lesssim$ 1%），即使大气层中有均匀的云层。
2018-11-08 astro-ph.EP
Aggregate dust model to study the polarization properties of comet C/1996 B2 Hyakutake
在本研究中，我们通过使用128个球形单体的弹道粒子-团簇聚集体和弹道粒子-团簇聚集体的模拟，研究了百武彗星在波长$λ=0.365μm$、$λ=0.485μm$和0.684 $μm$处观测到的线偏振数据。我们首先研究了单体的尺寸参数，$x$ $\sim$ 1.56 - 1.70，结果证明是最合适的，这提供了在三个波长$λ= 0.365$ $μm$，0.485 $μm$和0.684 $μm$处观察到的尘埃散射性质的最佳拟合。因此，聚集体的有效半径（r）位于$0.45 μm \le r \le 0.49 μm$在$λ= 0.365$ $μm$处; $ 0.60 μm \le r \le 0.66 μm$在$λ= 0.485$ $μm$处和$0.88 μm \le r \le 0.94 μm$在$λ= 0.684$ $μm$处的范围内。利用叠加\textsc{t-matrix}程序和幂律尺寸分布$n(r) \sim r^{-3}$，计算了在上述三个波长下与偏振观测数据拟合最好的复折射率的最佳拟合值。发现最佳拟合的复折射率$(n,k)$在$λ= 0.365 $ $μm$处为（1.745，0.095），在$λ= 0.485 $ $μm$处为（1.743，0.100），在$λ= 0.684$ $μm$处为（1.695，0.100）。从目前的分析出来的折射率对应于硅酸盐和有机物的混合物，这是在良好…
2010-01-05 astro-ph.EP
How large are the monomers of dust aggregates in planet-forming disks?: Insights from quantitative optical and near-infrared polarimetry
内容：尘埃聚集体的组成粒子（单体）的大小是最不确定的参数之一，直接影响行星形成盘中聚集体的碰撞生长。尽管它的重要性，单体的大小还没有被有意义地限制磁盘的意见。目的：我们试图从行星形成盘的光学和近红外（IR）偏振观测中获得单体尺寸。研究方法：我们进行了全面的参数调查尘埃聚集体散射光的线偏振度，使用精确的数值方法称为$T$矩阵法。我们调查的单体大小，聚集体大小，孔隙率和组合物的极化程度的影响。所得到的结果进行比较，观察到的偏振分数的几个行星形成磁盘在光学和近红外波长。结果如下：结果表明，除非单体尺寸参数小于1或2，聚集体的极化程度敏感地依赖于单体尺寸。将模拟结果与圆盘观测结果进行比较，发现单体半径不大于$0.4~μ$ m。因此，推断的单体尺寸类似于太阳系尘埃聚集体的亚单位尺寸和星际颗粒的最大尺寸。结论：光学和近红外定量偏振测量将为尘埃凝聚的初始条件提供观测依据，从而在行星形成盘中形成星子。
2022-04-18 astro-ph.EP
Polarization reversal of scattered thermal dust emission in protoplanetary disks at (sub-)mm wavelengths
原行星盘的偏振光研究是制约尘埃性质、盘形和嵌入磁场的关键。然而，不同的偏振机制和尘埃颗粒的形状和成分的多样性导致偏振图案的模糊性。所谓的“自散射”的热，再发射的辐射在红外和毫米/亚毫米作为一个主要的偏振机制进行了讨论。如果辐射场的净通量是径向的，通常假设原行星盘中散射产生的偏振图案显示出面向盘的同心环。我们表明，翻转的$90^\circ$的偏振矢量可能会发生和模仿的典型模式的尘埃颗粒排列的环形磁场中看到接近face-on. Further，这种效应的偏振反转是一个快速变化的函数的波长和晶粒尺寸，因此，一个强大的工具来约束颗粒成分和尺寸分布存在于原行星盘的磁盘。此外，该效应还可以为盘倾斜提供独特的约束，特别是如果盘靠近正面观察。
2019-07-05 astro-ph.EP astro-ph.GA astro-ph.SR
Fractal aggregates of sub-micron-sized grains in the young planet-forming disk around IM Lup
尽管对星盘的观测迅速增长，但原始尘埃聚集体的样子以及它们的组成颗粒（单体）在年轻的行星形成星盘中的物理和化学性质仍然是一个谜。将模型与观测结果对抗来回答这个谜团一直是一项臭名昭著的任务，因为我们必须放弃一个常用的假设，即完美的球形颗粒，并考虑具有复杂形态的粒子。在这封信中，我们首次对IM Lup周围年轻行星形成盘的近红外散射光与复杂形状尘埃颗粒的光散射特性进行了彻底的比较。在多个波长和散射角的显着范围内的散射观测的可用性允许的单体大小，分形维数，并在行星形成盘的尘埃聚集体的大小的第一个确定。我们发现，观察到的最好的解释分形聚集体的分形维数为1.5和大于$\sim2~μ$ m的特征半径。我们还确定了单体的半径为$\sim200$ nm，在分形维数小于2的前提下，可以排除比这个尺寸小得多的单体。此外，尘埃组合物包括无定形碳被发现是有利的，同时考虑到微弱的散射光和耀斑盘形态。我们的研究结果支持行星形成开始于亚微米级颗粒的分形凝聚。在这项研究中计算的复杂尘埃粒子的所有光学特性都是公开的。
2023-02-09 astro-ph.EP
Impact of hot exozodiacal dust on the polarimetric analysis of close-in exoplanets
本研究利用POLARIS三维蒙特卡洛辐射转移代码和HEZD解析模型，系统比较热黄道带尘埃与近距系外行星的散射光偏振，发现尘埃粒径影响最强，且在部分场景下HEZD偏振可超过行星。
2023-08-25 astro-ph.EP
Study of light scattering properties of dust aggregates with a wide variation of porosity
我们研究的光散射性质的中等大小的灰尘聚集体（$0.8μm \lesssim R \lesssim 2.0μm$）的孔隙度（$\mathcal{P}$）从0.57到0.98的变化很大。使用具有BAM 2集群（$\mathcal{P} \sim 0.57-0.64$）、BAM 1集群（$\mathcal{P} \sim 0.74$）、BA或BPCA集群（$\mathcal{P} \sim 0.85-0.87$）和BCCA集群（$\mathcal{P} \sim 0.98$）的叠加T矩阵代码来执行计算。本研究探讨了聚集体尺寸参数（$X$）对具有不同孔隙率的聚集体（BA和BAM 2）的光散射性质的影响。我们发现，正极化最大值（$P_{max}$）、负极化幅度（$P_{min}$）和精确后向散射方向上的相函数（$S_{11}$（180 $^\circ$））与聚集体的孔隙度有关。当聚集体的特征半径（$R$）被认为是相同的时，致密聚集体显示出比多孔聚集体更深的负极化。孔隙度更低的聚集体显示出更高的$S_{11}$（180 $^\circ$），反之亦然。当$\mathcal{P}$在0.64至0.98的范围内增加时，${S}_{11}(180^\circ$（${S}_{11}(180^\circ$）和$P_{min}$均线性减少，而$_{max}$线性增加。我们还发现，聚集体的孔隙率起着至关重要的…
2017-09-27 astro-ph.EP
Probing Magnetic Fields in Protoplanetary Disk Atmospheres through Polarized Optical/IR Light Scattered by Aligned Grains
磁场在原行星盘中起着至关重要的作用。圆盘大气中的磁场特别令人感兴趣，因为它们与风发射机制有关。在这项工作中，我们研究了磁盘大气中的磁性排列的晶粒散射光的偏振，专注于从典型的方位角方向，这可能是可检测的近红外偏振仪与仪器，如VLT/SPHERE的偏振方向的偏差。我们表明，一个简单的磁盘模型，极化甚至可以沿径向（而不是方位角）方向，特别是在高度倾斜的磁盘与环形为主的磁场。这种极化反转是由取向晶粒的极化率的各向异性引起的，因此是这种晶粒的指示信号。我们发现，近红外光散射主要是由$μ$ m大小的颗粒或更小的$τ=1$表面和这样的颗粒可以磁性对齐，如果它们包含超顺磁性夹杂物。为了与观测结果进行比较，我们生成了$U_ϕ/I$和$Q_ϕ/I$比率的合成图，该合成图可用于通过负$Q_ϕ$（极化反转）和/或显著水平的$U_ϕ/I$来推断（磁性）对齐晶粒的存在。我们发现，在现有的数据中观察到的两个功能，$U_ϕ$的非对称分布相对于磁盘短轴和空间分布的$U_ϕ$，主要是积极的或消极的，是不兼容的轴对称磁盘中的球形颗粒的散射。它们为定向非球形颗粒的散射提供了间接证据。
2022-07-08 astro-ph.EP astro-ph.SR
The near-infrared degree of polarization in debris disks. Toward a self-consistent approach to model scattered light observations
本文利用四个年轻岩屑盘的近红外散射光观测，约束了尘埃颗粒的线偏振度，提出包含未结合颗粒的自洽模型，发现高折射和吸收材料及未结合颗粒对解释偏振度随距离增加至关重要。
2024-06-04 astro-ph.EP astro-ph.SR
Comet dust as a mixture of aggregates and solid particles: model consistent with ground-based and space-mission results
最成功的彗星尘埃模型将彗星颗粒描述为亚微米颗粒的聚集体。它定性地解释了彗星亮度和偏振的光谱和角度变化，并与{ \it in situ}为彗星1 P/Halley获得的彗星尘埃的热红外数据和成分一致。然而，它遇到了一些困难，在提供一个定量的适合的观测数据。在这里，我们提出了一个模型，认为彗星尘埃的混合物的聚集体和紧凑的颗粒。该模型基于乔托和星尘任务的发现，即彗星尘埃中存在聚集体（主要由有机物、硅酸盐和碳组成）和固体硅酸盐颗粒。我们模拟聚集体{ \bf弹道导弹集群聚集体（BCCA）}和紧凑的颗粒作为多分散球体与一些分布的纵横比。这些粒子遵循幂律尺寸分布，其幂为-3，接近于在对星尘号返回的样品进行研究时获得的彗星尘埃{ \it in situ}的结果，以及彗星地面观测的结果。该模型提供了一个很好的拟合角极化曲线。它还再现了偏振的正光谱梯度、尘埃的红色和{ \bf}的低偏振度。它也有一个紧密的蓬松颗粒的比例接近一个发现{ \it原位}为彗星1 P/哈雷}和硅酸盐的质量比碳质材料等于1，这是根据乔托任务发现的哈雷尘埃的元素丰度。
2009-10-25 astro-ph.EP
Probing dust properties through polarized scattered-light images of a sample of ring-shaped protoplanetary disks
Univ. Grenoble Alpes, CNRS, IPAG（格勒诺布尔阿尔卑斯大学）；Astronomy Department, University of California Berkeley（加州大学伯克利分校天文学系）；Department of Earth Science and Astronomy, The University of Tokyo（东京大学地球科学和天文系）；School of Natural Sciences, Center for Astronomy, University of Galway（戈尔韦大学自然科学学院天文学中心）
研究利用30张极化光图像分析原行星盘尘埃散射特性，通过DRAGyS工具提取散射相函数并对比AggScatVIR数据库，发现两种尘埃相函数类别，揭示尘埃颗粒物理性质，但方法存在退化问题。
2026-04-30 astro-ph.EP astro-ph.SR
Predicting exoplanet observability in time, contrast, separation and polarization, in scattered light
偏振测量是增强系外行星直接成像的关键之一。它不仅提供了一个提供额外对比度的差分观测，而且当与光谱学相结合时，它还揭示了关于系外行星大气成分的宝贵信息。尽管如此，与主星的角距和对比度使得观察极具挑战性。准确预测预期信号的出现方式对于未来望远镜的设计和观测策略至关重要。我们的目标是准确地确定的幅度和演变的主要观测签名成像的系外行星：分离，对比度的主恒星和偏振作为一个函数的轨道几何形状和反射参数的系外行星。利用这些参数，以轨道参数和两个偏振值为输入，建立偏振反射率模型。该模型能够在任何轨道时间计算系外行星的各种观测预测。三个主要观测标准-分离，对比度，偏振-的相互依赖性导致系统的复杂时间演化。它们极大地影响了通过直接成像进行行星观测的可行性。我们介绍了一个新的通用显示的主要观测标准，它使观测者能够确定是否系外行星是在检测范围内：分离极化对比图（SPOC）。我们探讨了复杂的影响，轨道和太阳系外行星的可见性参数。我们开发的代码可供公众使用，并可在python包索引及其文档上进行协作改进。这是朝着一个全面的模拟工具迈出的又一步，用于预测和解释未来观测发现系外行星活动的结果。
2015-05-12 astro-ph.EP astro-ph.IM
Light scattering by fractal dust aggregates: I. Angular dependence of scattering
在原行星盘中，微米大小的尘埃颗粒凝聚形成高度多孔的尘埃聚集体。由于这些聚集体的光学性质尚未完全了解，因此研究多孔尘埃聚集体如何散射光是很重要的。在这项研究中，多孔尘埃聚集体的光散射特性的计算使用严格的方法，T-矩阵方法，并与瑞利-甘斯-德拜（RGD）理论和Mie理论与有效介质近似（EMT）得到的结果进行了比较。RGD理论适用于由几乎透明的单体组成的中等大小的聚集体。本研究考虑了两种类型的多孔粉尘聚集体，弹道簇团团聚体（BCCAs）和弹道颗粒簇团团聚体（BPCA）。首先，散射强度的角度依赖性反映了尘埃聚集体的层次结构;聚集体的大尺度结构决定了小散射角下的强度，而聚集体的小尺度结构决定了大散射角下的强度。其次，确定EMT低估了多个数量级的后向散射强度，特别是在BCCA中，因为EMT平均了聚集体尺寸内的结构。结果表明，RGD理论是计算BCCAs光学性质的一种非常有用的方法。
2016-03-24 astro-ph.EP
Quantitative polarimetry of the disk around HD 169142
我们调查高分辨率成像偏振HD 169142采取的R'和I'波段的SPHERE/ZIMPOL仪器的辐射散射的拱星盘的精确定量测量。我们观察到一个强烈的依赖性的磁盘偏振的大气折射率，这强烈影响AO性能。利用我们的非日冕观测数据，我们可以同时分析星盘的偏振信号和强变恒星点扩散函数，校正卷积效应，从而高精度地确定星盘的内禀偏振。我们还提取了光盘的强度信号，并推导出分数偏振。我们比较了从内部和外部磁盘环的散射通量与相应的热尘埃排放量在IR测量和估计散射和吸收辐射之间的比率。我们得到的积分盘偏振通量和总系统通量之间的比率为0.43%的R'带和0.55%的I'带。这表示灰尘反射的光的红色。内环对总通量的贡献约为75%。得到的亮盘内环的I'带和R'带的分数偏振度分别为23.6%和23.6%。散射盘通量与恒星通量之比约为2.3%。这是远远小于衍生的IR超过17.6%的光盘组件中观察到的散射光。这表明，只有一小部分的辐射照射磁盘被散射，大部分被吸收和重新发射的IR。我们得出结论，准确，定量测量的散射光从拱盘是可能的地面高对比度AO系统，如果PSF卷积效应被适当考虑，这提供了重要的新的约束的散射尘埃的属性。
2021-08-06 astro-ph.EP astro-ph.IM
Characterization of mid-infrared polarization due to scattering in protoplanetary disks
一般认为磁场在原行星盘的形成和演化中起着重要的作用。观测上限制磁场的一种方法是测量由磁性排列的细长尘埃颗粒产生的极化发射和吸收。事实上，辐射也成为线性偏振的光散射在光学毫米波长复杂的磁场的研究。我们描述了由于恒星辐射和尘埃热再发射辐射（自散射）的散射，中红外辐射的线偏振。我们发现，在所考虑的参数范围内，热再发射辐射是强于散射恒星辐射的内孔小于10金的磁盘。由于散射的中红外偏振表现出几个明显的趋势：对于散射恒星辐射，线偏振度略有下降，随着径向距离的增加，而它的径向距离增加的热再发射辐射只有和散射恒星辐射和热再发射辐射的组合。线偏振度随星盘耀斑和中心恒星光度的增大而减小。增加的内半径将线性偏振度的增加进一步向外移动，而较大的尺度高度增加小径向距离的线性偏振度，并进一步向外减小该程度。对于较长的波长，线偏振度收敛得更慢。
2019-12-18 astro-ph.EP astro-ph.GA astro-ph.SR
Quadrant polarization parameters for the scattered light of circumstellar disks. Analysis of debris disk models and observations of HR 4796A
本文引入四象限偏振参数$Q_{000}$，$Q_{090}$，$Q_{180}$，$Q_{270}$（Stokes $Q$）和$U_{045}$，$U_{135}$，$U_{225}$，$U_{315}$（Stokes $U$），用于描述空间分辨星周盘散射偏振的方位依赖性。这些参数是基于自然斯托克斯$Q$和$U$象限图案产生的拱星散射。他们提供了一个简单的测试的磁盘几何形状的偏差从轴对称，并可用于限制光学薄磁盘的散射相函数没有详细的模型拟合的磁盘图像。这些参数很容易从观测和模型计算中得到，因此非常适合于系统地研究星周盘中的尘埃散射。它示出的光学薄和旋转对称的碎片磁盘的模型，象限参数归一化的综合方位角偏振或象限比一样$Q_{000}/Q_{180}$只取决于磁盘倾角$i$和偏振散射相函数的灰尘，他们不依赖于散射发射率的径向分布。由于$i$通常是众所周知的解决磁盘，我们可以推导出的形状的相位函数的采样散射角范围。这一结论也适用于碎片盘所观察到的垂直延伸模型。诊断图计算归一化象限参数和象限比的偏振Henyey-Greenstein散射相函数的不对称参数$g$的测定。我们将这些图表应用于HR 4796 A的测量，并发现只有一个参数的相位函数不能很好地再现数据，但找到了一个更好的解决方案与三个参数的相位函数。
2021-09-21 astro-ph.EP astro-ph.SR
Gaps in Protoplanetary Disks as Signatures of Planets: III. Polarization
对金牛座T星和赫比格Ae/Be星的偏振观测是对原行星盘成像的一种强有力的方法。然而，这些图像的解释是困难的，因为偏振度是高度敏感的角度散射的恒星光的磁盘表面。我们研究如何磁盘和没有创造的行星间隙出现在散射偏振光作为倾斜角的函数。没有间隙的倾斜圆盘的等射面在偏振光中发生畸变，使圆盘看起来比实际上更偏心或更倾斜。表观间隙位置不受偏振影响，但间隙对比度发生变化。在面对的磁盘间隙，我们发现，明亮的远边缘的间隙散射较少的偏振光比磁盘的其余部分，导致在间隙槽和明亮的远边缘之间的对比度略有下降。在倾斜的圆盘中，间隙可以呈现出亮度上的局部“洞”的外观，而不是完全的轴对称结构。在总强度和偏振强度图像中，沿盘的短轴的光心偏移可以很容易地由盘的有限厚度来解释。单独的，偏振散射光图像的磁盘不一定揭示内在的磁盘结构。然而，当与总强度图像相结合时，可以推断出盘的方向，并且可以了解盘的结构和尘埃特性。
2016-12-08 astro-ph.EP
Modeling Porous Dust Grains with Ballistic Aggregates. II. Light Scattering Properties
我们研究了Shen等人（论文I）中构建的无规弹道聚集体的光散射性质。使用离散偶极近似，我们计算散射相函数和线性偏振随机聚集体与各种尺寸和孔隙率，并与两种不同的组合物：100%硅酸盐和50%硅酸盐-50%石墨。我们调查的光散射特性的波长，集群的大小和孔隙率使用这些聚集模型的依赖关系。我们发现，而相函数的形状主要取决于聚集体的尺寸参数，线性极化取决于聚集体的尺寸参数和孔隙率，随着孔隙率的增加，极化程度增加。与以前的研究相反，我们认为，单体的大小有弹道聚集体的光散射性能的影响可以忽略不计，只要构成单体小于入射波长高达2*pi*a_0/λ \sim 1.6，其中a_0是单体半径。先前关于这种单体尺寸效应的说法实际上是尺寸参数和孔隙率的组合效应。最后，我们提出了聚合模型，可以再现的相位函数和偏振的散射光从AU Mic碎片盘和彗星尘埃，包括观察到的彗星在散射角160<θ <180度的负偏振。这些聚集体具有中等孔隙率，P \sim 0.6，并且对于碎片盘的情况是亚微米尺寸，或者对于彗星的情况是微米尺寸。
2009-01-15 astro-ph.EP astro-ph.GA astro-ph.SR
Polarimetric investigation of selected cloud compositions in exoplanetary atmospheres
我们研究了系外行星大气中选定的云凝聚物对散射恒星辐射偏振的影响。我们选择了25种可能存在于太阳系外行星大气中的云凝结物。利用三维Monte Carlo辐射转移程序POLARIS，采用Mie散射理论，计算并研究了光学到近红外波段散射辐射的净偏振随行星相位角的变化。除了众所周知的偏振态特性，例如由折射率的实部确定的彩虹，折射率的基础虚部的行为导致偏振度的增加或减少以及特征波长处偏振的符号变化。与Al $_2$ O $_3$和MgFeSiO $_4$相反，由SiO、MnS、Na $_2$ S或ZnS组成的云在系外行星大气中产生随着波长增加而迅速降低的偏振度。此外，偏振的符号在大约0.5 $μ$ m到0.6 $μ$ m的波长处变化，这取决于特定的云凝结物。由此产生的净偏振主要是积极的云成分与大的虚部的折射率，如铁，FeS，和FeO。此外，对于Fe和FeS云，在长波长处的最大偏振度比FeO移动到更大的相位角。我们发现，大多数这些云凝聚体是彼此区分，由于其独特的波长依赖的复折射率。特别是，增加或减少的净偏振作为波长的函数，并在特定波长的偏振符号的变化是重要的特征，为表征云的成分在系外行星大气。
2022-05-10 astro-ph.EP
Dependence of light scattering properties on porosity, size and composition of dust aggregates
在这项工作中，我们研究了粉尘聚集体（$0.7μm \lesssim R_c \lesssim 2.0μm$）具有广泛的孔隙度（$\mathcal{P}$ = 0.59至0.98）的光散射特性。使用具有不同孔隙度的BCCA、BA、BAM 1和BAM 2簇的叠加T矩阵代码执行模拟。我们调查的性质和依赖性的不同的散射参数上的孔隙度，尺寸和组合物的聚集粒子的波长为0.45 $μ$ m和0.65 $μ$ m。我们发现，散射参数与聚集结构的孔隙率有很强的相关性。我们的研究结果表明，当聚集体的孔隙率降低，保持特征半径的聚集体（$R_c$）相同的所有结构，有一个增强的负极化分支（NPB），这是伴随着在材料中存在的各向异性大幅增加。此外，在准确的背散射区域，各向异性被发现是线性相关的聚集结构的孔隙率。计算结果表明，对于低吸收材料（$k \le 0.1$），负极化最小值（$P_{min}$）与相关的各向异性密切相关。最后，我们提出了一个定性的比较我们的计算得到的结果和一些选定的数据从阿姆斯特丹光散射数据库的低和高吸收材料。实验结果还表明，在NPB的增加总是伴随着在背散射区域的各向异性的增强。
2018-04-23 astro-ph.EP
Near-Infrared Polarimetric Study of Near-Earth Object 252P/LINEAR: An Implication of Scattered Light from the Evolved Dust Particles
目标。我们的目标是通过近红外多波段偏振测量来约束252P/LINEAR彗星喷出的尘埃颗粒的大小和孔隙度及其在近日点附近的演化。2016年3月，彗星接近地球（~0.036 au），为高空间分辨率的彗星采样提供了难得的机会。方法.我们近红外JHKS波段偏振观测彗星近日点附近的12天，穿插在宽带光学成像观测超过4个月。此外，还对该彗星进行了1000年后的动力学模拟。结果我们检测到两个不连续的亮度增强。在第一次增强之前，在给定的相位角下，近红外偏振度远低于普通彗星的偏振度。然而，在激活后不久，它们最多增加~13%，在J和H波段上显示出不寻常的蓝色偏振颜色（平均为~2.55%/μ m），以及J-H和H-Ks尘埃颜色的蓝化。在整个事件中，偏振矢量略微垂直于散射平面对齐。随后的近日点后彗星再活化持续了大约1.5个月，在Rc波段的活化前尘埃质量损失率约为30倍。结论.蓝色近红外偏振测量颜色的偏振度的显著增加让人想起碎片彗星D/1999 S4（线性）的行为。对于观测到的252 P/LINEAR的偏振特性，最合理的情况是从干燥的表面层喷射出主要是大而致密的尘埃颗粒。我们推测，彗星在近地轨道上受到的更强烈的太阳加热将导致彗星核周围缺乏小而蓬松的尘埃颗粒。
2019-07-09 astro-ph.EP
The water-ice feature in near-infrared disk-scattered light around HD 142527: Micron-sized icy grains lifted up to the disk surface?
通过辐射转移模拟研究了HD 142527外盘水冰的$3~μ$ m散射特征。我们发现，冰质量丰度在外部磁盘表面的HD 142527是远远低于估计在以前的研究。它甚至低于从远红外冰观测推断，这意味着冰破裂在磁盘表面。接下来，我们证明了磁盘散射光的偏振分数在整个冰带波长取决于冰粒的属性，因此，偏振光谱将是另一种工具，用于表征水冰的属性。最后，我们认为，所观察到的红色光盘散射光是由于几微米大小的颗粒。为了解释这种颗粒在磁盘表面的存在，我们需要一种机制，可以有效地反对尘埃沉降。如果我们假设湍流混合，我们的估计需要$α\gtrsim2\times10^{-3}$，其中$α$是描述颗粒垂直扩散系数的无量纲参数。未来的观测探测气体运动学将有助于阐明HD 142527外盘的垂直颗粒动力学。
2021-08-19 astro-ph.EP
Characterization and remote sensing of biological particles using circular polarization
生物分子的特征在于被称为同手性的内在不对称性。结果是生物材料的光学活性和由微生物、活生物体的细胞以及生物来源的分子（例如氨基酸）散射的光中的圆偏振。实验室测量（Sparks等人，2009年a、b）发现，某些生物系统（特别是光合生物）散射的光不仅是圆偏振的，而且还包含一种特征光谱趋势，显示出吸收带内圆偏振的快速变化和符号反转。对于其他生物和前生物有机物，特别是氨基酸，可以预期类似的行为。我们开始我们的研究，通过复制光合生物的实验室测量，通过建模的生物材料的聚集结构，并使用多球T矩阵（MSTM）的光散射计算代码。我们进一步研究了上述光谱效应如何取决于聚集体的孔隙率和组成颗粒（单体）的大小和数量。我们发现，较大的聚集体的特点是较大的圆偏振值，并讨论如何单个单体和它们之间的电磁相互作用的光散射特性影响这一结果。我们发现，圆偏振通常在中等（40-140°）散射角达到峰值，并讨论了从（前）生物系统中有效远程观察圆偏振的建议。
2014-06-12 astro-ph.EP physics.optics
A comprehensive model of morphologically realistic Cosmic Dust particles: an application to mimic the unusual Polarization properties of the interstellar Comet 2I/Borisov
本文首次提出结合粗糙分形聚集体与凝聚碎屑的逼真宇宙尘埃模型，通过复现星际彗星 2I/Borisov 的多波长偏振-相位曲线，揭示其异常偏振特性源于约 80% 的高多孔原始尘埃颗粒。
2023-02-26 astro-ph.EP physics.comp-ph
Polarization of circumstellar debris disk light echoes
本研究利用偏振滤波增强活跃恒星周围碎屑盘的光回波信号，通过简单模型验证，相比总强度分析能更稳健准确地拟合盘参数。
2024-02-09 astro-ph.EP astro-ph.SR
Mesosphere Light Scattering Depolarization During the Perseids Activity Epoch by WAPC Measurements
利用广角偏振相机（WAPC）对曙暮光背景进行了散射辐射场的研究。2012年和2013年8月中旬的观测表明，单次散射偏振值的下降可能与中间层上部的英仙座流星尘埃减速有关。这种效应与英仙座流星雨的小部分活动有关。偏振和温度分析可以估计沙尘层的高度和沙尘散射的特征偏振。
2013-09-23 astro-ph.EP physics.ao-ph
Why circumstellar disks are so faint in scattered light: The case of HD 100546
星周盘的散射光图像在描述年轻恒星周围的行星形成环境中起着重要的作用。散射尘埃颗粒的特征尺寸可以通过观察到的尘埃盘正面和背面之间的亮度不对称性来估计，例如使用标准的米氏理论。然而，这样的模型往往高估它们的亮度一个或两个数量级，并难以解释非常红的磁盘颜色。我们的目标是开发一个尘埃模型，同时解释所观察到的磁盘表面亮度，颜色和散射光的不对称性，集中在约束粒度。我们使用的二维辐射转移程序MCMax与各向异性散射，探讨合成散射光图像的拱星盘的晶粒尺寸的影响。我们比较的结果与表面亮度轮廓的原行星盘HD 100546在散射光的波长从0.4到2.2微米。我们发现，微米级颗粒的极端前向散射降低了/有效/尘埃的散射，并产生了一个微弱的红色圆盘，/似乎/只有轻微的前向散射。对于HD 100546的外盘（>~100 AU），我们得出最小粒度为2.5微米，可能以聚集体形式存在。中等大小的颗粒太亮，而较小的颗粒暗淡，散射更各向同性，但也产生太蓝的磁盘颜色。观测到的表面亮度不对称性本身并不足以约束拱星盘中的晶粒尺寸。需要额外的信息，如磁盘的亮度和颜色，以提供额外的约束。
2012-10-15 astro-ph.EP astro-ph.SR
Opacity of fluffy dust aggregates
上下文尘埃颗粒在原行星盘中凝聚形成尘埃聚集体。它们的孔隙率在圆盘中可以非常高。虽然盘发射可能来自蓬松的尘埃聚集体，发射已被模拟与紧凑的颗粒。目标。我们的目标是揭示质量不透明度蓬松聚集体从红外到毫米波长的填充因子范围从1到$10^{-4}$。方法.我们使用Mie计算与有效介质理论。假设单体为0.1 ${\rm μm}$大小的颗粒，这比我们关注的波长短得多。我们发现蓬松聚集体的吸收质量不透明度的特征是由积$a\times f$，其中$a$是粉尘半径和$f$是填充因子，除了干扰结构。散射质量不透明度的特征还在于短波长下的$af$，而在长波长下更蓬松的聚集体中散射质量不透明度更高。我们还导出了质量不透明度的解析公式，发现它再现了Mie计算。我们还用一个简单的尘埃生长和漂移模型计算了原行星盘中致密和蓬松聚集体的发射期望差。我们发现，致密的颗粒和蓬松的聚集体可以区分的径向分布的不透明度指数$β$。先前对$β$径向分布的观察与蓬松情况一致，但需要更多的观察来区分蓬松或致密。此外，我们发现散射光将是区分致密颗粒和蓬松聚集体的另一种方法。
2014-08-16 astro-ph.EP astro-ph.SR
Polarization measurements of hot dust stars and the local interstellar medium
碎片盘通常通过红外波长的过量发射而显露出来。大多数圆盘在中红外和远红外波长处表现出过量，类似于太阳系的小行星带和埃奇韦尔-柯伊伯带。最近，通过干涉测量确定了在近红外波长处有强烈（1%）过剩的恒星。使用高精度偏振仪（HIPPI），我们检查了这些热尘埃星（和适当的控制）的子样本在SDSS g'（绿色）和r'（红色）过滤器的百万分之一的灵敏度散射光的证据。没有探测到来自热尘埃恒星的强烈偏振辐射。因此，我们排除了来自正常碎片盘的散射光作为这种发射的来源。热尘埃星的多个尘埃成分的波长依赖的贡献推断从色散（红色和绿色的偏振角的差异）的南方星。计算出17 ppm（绿色）和30 ppm（红色）的贡献，严格的3 σ上限分别为76和68 ppm。这表明弱热尘埃过量与热发射一致，尽管我们不能排除人为的情况，例如球形壳或圆盘表面的尘埃。我们还报告的本地星际介质的性质，作为控制测量的副产品。亮点包括首次测量当地星际介质的偏振颜色，以及发现南部天空区域的每距离偏振是以前最大值的三倍。数据表明，最大偏振的波长比典型的波长更蓝。
2016-04-28 astro-ph.EP astro-ph.SR
