Alignment of Dust by Radiative Torque: Recent Developments
尘埃的辐射矩排列（RAT）已被证明是最有前途的机制，以解释各种天体物理环境中的对齐，从彗星大气层到吸积盘，分子云，弥漫的星际气体。我们讨论了一些主要的进展，其中包括，首先，制定的分析模型的RAT。该模型被证明是重现以及扭矩作用于实际的不规则的尘埃颗粒，并允许研究的参数空间的对齐发生与长轴垂直和平行的磁场。这样的研究导致了一个重要的结论，即没有任何顺磁弛豫，RAT对齐总是发生在长轴垂直于磁场的星际颗粒。我们表明，在某些情况下，气体轰击增加了对齐的程度，敲出晶粒的位置不完美的对齐时，晶粒旋转缓慢，更稳定的位置完美的对齐，其中晶粒旋转快。在风车扭矩方面，对Lazarian和Draine的晶粒翻转和热捕获模型进行了重要修订。然而，这些并没有改变非常小的晶粒（即小于约0.03微米的晶粒尺寸）应该边缘对齐的主要结论。最近的工作使RAT对齐的预测理论，这是准备定量建模的天体物理偏振。我们预测，微波辐射从黄道尘埃提出了一个重要的污染物，这应该包括在前景偏振模板。
2008-12-31 astro-ph.GA
Understanding polarized dust emission from $ρ$ Ophiuchi A in light of grain alignment and disruption by radiative torques
尘埃颗粒与环境磁场的排列产生了星光的偏振以及热尘埃发射。利用SOFIA/HAWC+偏振观测资料，发现在89 $μ$ m和154 $μ$ m处，由一颗B星协恒星所承载的蛇夫座$ρ$（Oph）A云的热尘埃辐射的部分偏振度随颗粒温度的升高而增加，当颗粒温度超过$\simeq$ 25-32 K时，部分偏振度降低。后者的趋势不同于流行的径向转矩（RAT）的取向理论，这意味着一个单调增加的极化分数与晶粒温度的预测。我们进行数值模拟的偏振尘埃排放的$ρ$ Oph-A云和计算的尘埃偏振度，同时考虑尘埃颗粒的排列和旋转中断的RAT。我们的模拟结果可以成功地再现观测数据的上升和下降趋势。此外，我们表明，只有硅酸盐颗粒或硅酸盐-碳颗粒的混合物在复合结构中的排列可以重现观测趋势，假设所有的尘埃颗粒遵循幂律尺寸分布。虽然我们的模型有一些简化和局限性，我们的研究结果表明，在$ρ$ Oph-A云的颗粒具有复合结构，和粒度分布比星际介质的标准尺寸分布有更陡的斜率。SOFIA/HAWC+数据与JCMT观测450 $μ$ m和850 $μ$ m相结合，将有助于测试基于颗粒排列和RAT破坏的拟议方案。
2021-01-22 astro-ph.GA
Predictions of polarized dust emission from interstellar clouds: spatial variations in the efficiency of radiative torque alignment
极化携带着星际云中磁场的信息。利用偏振尘埃辐射观测研究了磁场在分子云演化和恒星形成初期的作用。我们研究了现实模拟的粮食对齐，假设辐射扭矩是旋转的粮食的主要机制。其目的是研究作为云位置的函数的晶粒排列的效率，并研究这些空间变化的可观察到的后果。我们的结果是基于MHD模拟模型云的分析。用蒙特卡罗方法求解连续辐射转移问题，估算了粉尘发射的三维分布和影响晶粒取向的辐射场强。我们还研究了在核心的晶粒生长的影响。我们能够使用Cho和Lazarian的假设重现他们的结果。然而，即使在1D的情况下，各向异性因子低于他们的假设$γ= 0.7$，因此，我们得到更有效的辐射扭矩。与我们以前的论文相比，偏振度与强度的关系是陡峭的，因为在致密的核心内的效率较低的晶粒排列。在没有晶粒生长的情况下，磁芯的磁场在几个$A_{\rm V}$以上恢复得很差。如果核心中的颗粒尺寸加倍，尘埃发射的偏振可以跟踪磁场线，可能高达$A_{\rm V} \sim 10$量级。然而，许多星前核可能太年轻，颗粒凝聚起主要作用。包含方向相关的辐射扭矩效率削弱了对齐。即使晶粒尺寸加倍，我们也不会期望探测到$A_{\rm V}$中超过几个量级的磁场。
2009-06-18 astro-ph.GA
Spinup and Disruption of Interstellar Asteroids by Mechanical Torques, and Implications for 1I/2017 U1 (`Oumuamua)
第一颗星际小行星1 I/2017 U1（'Oumuamua）的发现为星际天体研究开启了一个新时代。本文研究了在星际气体中运动的不规则形状的星际小行星的旋转动力学。我们发现，定期的机械扭矩造成的不规则体上的气流的轰击可能是重要的动力学和破坏的ISA。机械扭矩可以使ISA旋转，当旋转速度超过临界频率时，原始ISA会分裂成小的双星小行星。我们发现，崩溃的时间尺度是短的ISA的高度不规则的形状和低拉伸强度。我们应用我们的研究结果的第一个观察到的ISA，'Oumuamua，并建议其极端细长的形状可能源于重新组装的二元碎片，由于重力沿其旅程中的星际介质。Oumuamua的翻滚可能是由于机械扭矩造成的旋转中断引起的。最后，我们讨论了高速小行星的生存可能性，可能是由银河系中心的黑洞潮汐破坏行星系统形成的。
2018-05-08 astro-ph.EP astro-ph.GA
On planet formation around supermassive black holes and the grain disruption barriers by radiative torques
本研究针对低光度活动星系核周围黑洞行星形成假说，探究辐射扭矩破坏机制对尘埃颗粒生长的影响，发现团块状环核模型中该机制及冰解吸会形成新的生长屏障，需更真实模型进一步验证。
2022-07-27 astro-ph.GA
Correlation between Interstellar Polarization and Dust Temperature: Alignment of Grains by Radiative Torques is Ubiquitous?
我们研究了星际偏振效率$p_λ/A_λ$，其中$p_λ$是分数线偏振，$A_λ$是消光，在16条视线作为波长$λ$的函数。我们已经使用的低色散分光偏振仪HBS以及文献中获得的数据。发现偏振效率$p_λ/A_λ$与波长$λ\approx 0.4-0.8 \micron$中的$\exp(-β/λ)$成正比，其中$β$是在0.5到1.2 $\micron$之间变化的参数。我们发现$β$与Schlegel等人根据红外数据推断的尘埃温度呈负相关，这表明对于较高的温度，短波长的偏振效率较高。根据辐射力矩（RATs）取向理论，当辐射强度越大、波长越蓝时，RATs会使小晶粒更好地取向，从而提高短波长下的偏振效率。我们发现的$β$和温度之间的相关性与预期的对齐机制的RAT是一致的。
2011-08-19 astro-ph.GA
Modeling Grain Alignment by Radiative Torques and Hydrogen Formation Torques in Reflection Nebula
反射星云-致密的核心-周围的恒星照亮提供了一个独特的机会，直接测试我们的定量模型的颗粒排列的辐射扭矩（RAT）的基础上，并探索新的影响所产生的额外的扭矩。在本文中，我们首先进行详细的模拟晶粒排列的RAT的IC 63反射星云照明附近的$γ$ Cas星和弥漫的星际辐射场。我们计算了背景星的线偏振$p_λ$，并探讨了部分偏振（$p_λ/A_V$）随视消光$A_{V}$的变化。我们的结果表明，$p_{V}/A_{V}$与$A_{V}$的变化从IC 63的昼侧到它的中心可以表示为幂律（$p_{V}/A_{V}\propto A_{V}^η$）与不同的斜率依赖于$A_{V}$。我们发现$A_{V}< 3$有一个很浅的斜率$η\sim- 0.1$，而$A_{V}> 4$有一个很陡的斜率$η\sim -2$。然后，我们考虑由于H $_{2}$的形成和模型晶粒排列的RAT和H $_2$扭矩的共同作用的额外扭矩的影响。我们发现，$p_{V}/A_{V}$倾向于增加与H $_{2}$扭矩的大小增加。特别是，在这种情况下，对$p_{V}/A_{V}$和峰值波长$λ_{\max}$获得的理论预测显示出与观测数据的一致性提高。我们的研究结果加强了预测能力的大鼠对齐机制在广泛的环境条件下，并显示了在环境中的风车扭矩与高效H $_2$形成的效果。在H $_2$形成所涉及的物理参数可能会受到约束，使用详细的建模结合…
2015-02-12 astro-ph.EP astro-ph.GA
Grain Alignment: Role of Radiative Torques and Paramagnetic Relaxation
由排列的尘埃颗粒引起的极化为研究弥漫的星际介质和分子云中的磁场提供了一个独特的机会。来自星周区域、吸积盘和彗星大气层的极化也可能与排列的尘埃有关。为了可靠地追踪磁场，需要颗粒排列的定量理论。建立与观测相对应的理论是天体物理学长期存在的问题之一。最近这个问题已经成功地解决了，在这篇评论中，我们总结了一些最重要的理论进展，在理论上的晶粒排列的辐射扭矩（RAT），作用于现实的不规则尘埃颗粒。我们讨论了分析模型的RAT和方法，使RAT对齐更有效，例如，通过顺磁弛豫时，晶粒具有强磁响应的夹杂物。对于非常小的晶粒，RAT对齐是低效的，我们还讨论了顺磁弛豫和共振弛豫过程。我们提供了一个广泛的分析，晶粒排列理论的观测测试。
2016-06-19 astro-ph.EP astro-ph.GA
Synthetic Modelling of Polarized Dust Emission in Intermediate-Mass YSOs: II: Effects of Radiative Torque Disruption on Dust Grains in Protostellar Jets/Outflows
Korea Astronomy and Space Science Institute（韩国天文与空间科学研究所）；University of Science and Technology（科学技术大学）；NASA Ames Research Center（美国宇航局艾姆斯研究中心）；Institute of Space Sciences (ICE), CSIC（空间科学研究所（ICE），西班牙高等科学研究委员会）；ICREA（加泰罗尼亚高级研究学院）；AIM, CEA, CNRS, Université Paris-Saclay, Université Paris Diderot, Sorbonne Paris Cité（天体物理与分子研究所（AIM），法国原子能与替代能源委员会（CEA），法国国家科学研究中心（CNRS），巴黎萨克雷大学，巴黎第七大学，索邦巴黎城市）
该研究通过数值模拟发现，辐射力矩瓦解能摧毁中等质量原恒星喷流/外流中的聚合颗粒，部分阻止大颗粒迁移，但无法阻止复合颗粒，且对偏振性质影响有限。
2025-01-21 astro-ph.GA
SOFIA observations of 30 Doradus: I -- Far-Infrared dust polarization and implications for grain alignment and disruption by radiative torques
剑鱼座30位于大麦云中，大部分时间都被一个巨大的星团R $\,$ 136照射，它是一个理想的目标，可以用来测试辐射扭矩（RAT）对晶粒排列和旋转破坏的领先理论。在这里，我们使用公开提供的偏振热尘埃发射观测30剑鱼座在89，154，和214 $\,μ$米使用SOFIA/HAWC+。分析了尘埃偏振度（$p$）随总辐射强度（$I$）、尘埃温度（$T_{\rm d}$）和由${\it Herschel}$数据构造的气柱密度（$N_{\rm H}$）的变化。剑鱼座30号复合体相对于R $\,$ 136被分为两个主要区域，即北部和南部。在北方，我们发现当尘埃温度朝着辐射星团R $\,$ 136的方向升高时，偏振度先减小，然后增大，然后再次减小。第一次退极化可能是由于星际辐射场的衰减和气体密度的增加导致颗粒向致密介质取向效率的降低。第二种趋势（$p$随$T_{\rm d}$增加）与RAT对齐理论一致。最终趋势（$p$随$T_{\rm d}$降低）仅在考虑RAT引起的晶粒旋转破坏时才与RAT对齐理论一致。在南方，尘埃粒子的偏振度几乎与尘埃温度无关，而粒子的排列效率在气柱密度峰值附近较高，并向辐射源方向降低。后者的功能也是一致的预测的旋转中断RAT。
2021-07-31 astro-ph.GA
Quantitative Theory of Grain Alignment: Probing Grain Environment and Grain Composition
虽然晶粒排列的问题是在60多年前提出的，但直到最近才制定了可以解释所观察到的由排列晶粒引起的极化的晶粒排列的定量模型。辐射力矩机制是目前公认的晶粒排列的主要机制，它的定量预测为追踪各种天体物理环境中的磁场开辟了道路，这些天体物理环境包括弥漫和致密的星际气体、分子云、星周环境、吸积盘、彗星尾巴、黄道尘埃等。此外，提供有关粉尘成分和粉尘环境的独特信息。在审查中，我描述的分析模型描述以及辐射扭矩作用于不规则的晶粒，并讨论如何对齐引起的辐射扭矩变化的存在下，超顺磁性夹杂物和风车扭矩，例如，所产生的分子氢形成在晶粒表面。我还描述了观察，可以建立是否晶粒是超顺磁性和分子氢形成的反冲是否足够强大，以产生大量的未补偿的扭矩。对这些问题的理解应该允许可靠的建模的天体物理偏振与许多重要的应用，从占尘埃贡献的宇宙微波背景偏振研究获得磁场强度使用Erasekhar-Fermi技术。
2009-03-05 astro-ph.GA astro-ph.SR
Evolution of Dust and Water Ice in Cometary Comae by Radiative Torques
彗星提供了有关太阳系形成环境的物理和化学性质的独特信息。了解彗星尘埃和冰在太阳光作用下如何演化，对于约束彗星活动的原子核结构和触发机制至关重要。在本文中，我们首先研究了尘埃颗粒的旋转破裂的彗星核的放气由辐射扭矩（RAT）。我们发现，复合材料晶粒可以迅速破碎成小碎片的辐射扭矩破坏（RATD）机制。然后，我们研究了旋转解吸的冰粒的RAT，发现冰粒可以从大日心距离解吸，超出水的升华半径在$R_{\rm sub}(\H_{2}Ø)\sim 3\AU$。我们还计算了由于旋转解吸而产生的水蒸气的产生率与彗星的日心距离的关系。我们的结果可以解释尘埃性质的变化和经常观察到的彗星的小颗粒的存在。最后，我们认为，遥远的彗星的活动可能是由旋转的颗粒和水冰粒在大日心距离的解吸破坏。
2020-08-16 astro-ph.EP astro-ph.GA
Physical Modeling of Dust Polarization from Magnetically Enhanced Radiative Torque (MRAT) Alignment in Protostellar Cores with POLARIS
本研究扩展POLARIS代码，探究原恒星核中尘埃铁包裹体含量对颗粒排列及偏振的影响，发现二者正相关，为通过尘埃偏振测量约束尘埃铁丰度提供了新方法。
2022-12-11 astro-ph.GA
The alignment of interstellar dust grains: thermal flipping and the Davis-Greenstein mechanism
星际尘埃颗粒是非球形的，在某些环境中，部分沿着星际磁场的方向排列。已经提出了许多排列理论，所有这些理论都研究了晶粒的旋转动力学。1999年，Lazarian和Draine提出了热翻转的重要概念，其中内部弛豫过程导致晶粒体翻转，而其角动量保持不变。通过详细的数值模拟，我们研究了热翻转的作用，在相对缓慢的旋转期间，被称为“交叉”的特殊情况下的非均匀质量分布的球状晶粒的晶粒动力学。Lazarian和Draine提出，在交叉期间的快速翻转将导致“热捕获”，其中相对于颗粒体固定的系统扭矩将时间平均为零，延迟旋转到更大的旋转速度。我们发现，时间平均的系统扭矩是不为零的交叉过程中，热陷阱是不普遍的。作为一个应用程序，我们研究是否经典的戴维斯-格林斯坦对齐机制是可行的，居住在冷中性介质中的晶粒，缺乏超顺磁性夹杂物。我们发现，戴维斯-格林斯坦对齐是不妨碍热陷阱，但认为，它是，然而，太低效，产生负责光学和红外星光偏振的大颗粒的对齐。小颗粒的Davis-Greenstein排列可能有助于观察到的紫外偏振。这里开发的理论和计算工具也可以应用于分析通过辐射扭矩和旋转颗粒的破坏对齐。
2021-03-11 astro-ph.GA
Observational evidence for rotational desorption of Complex Molecules by radiative torques from Orion BN/KL
复杂有机分子（COMs）被认为是在尘埃颗粒的冰地幔中形成的，并且当颗粒地幔被加热到$T_{\rm d}\gtrsim 100\,\rm K$的温度时通过热升华释放到气体中。然而，在温度低于100 K的区域中检测到一些COM。最近，Hoang & Tram 2020提出了一种新的旋转脱附机制，该机制是由于辐射扭矩（RAT）引起的离心应力，可以在低温下脱附COM。在本文中，我们报告的观测证据旋转解吸的COM向最近的大质量恒星形成区猎户座BN/KL。我们比较了三个代表性的COM的丰度，具有很高的结合能计算的旋转解吸机制与观测ALMA，并证明旋转解吸机制可以解释这种COM的存在。对SOFIA/HAWC+和JCMT/SCUBA-2的偏振数据进行了分析，发现$T_{\rm d}\gtrsim 71\,\rm K$在远红外/亚毫米波段的偏振度随晶粒温度的升高而降低。这与使用辐射扭矩（RAT）对准理论和辐射扭矩破坏（RATD）机制的理论预测一致。尘埃极化和尘埃温度之间的这种反相关性支持了RATs引起的COMs的旋转破坏和旋转解吸机制。
2020-11-20 astro-ph.GA
Grain Alignment by Radiative Torques in Special Conditions and Implications
由于观测、理论和数值研究的重大进展，辐射力矩（RAT）在各种环境条件下（包括星际介质、致密分子云和吸积盘）的晶粒排列得到了广泛的研究。在本文中，我们探讨了对齐的RAT，并提供定量预测的尘埃偏振的天体物理环境，可以测试观测。我们首先考虑在当地的星际介质的晶粒排列和比较预测的线性偏振排列晶粒与最近的观测数据附近的恒星。然后，我们重新考虑的问题，在吸积盘的晶粒对准考虑到RAT的对准效率的依赖关系的各向异性方向的辐射场相对于磁场。此外，我们还研究了行星际介质中的颗粒排列，包括弥散黄道云和彗星彗，并计算了由排列的颗粒单次散射产生的散射光的圆偏振度（CP）。我们还讨论了一种新型的晶粒取向，即相对于环境电场的取向，而不是与磁场的取向。我们表明，这种类型的对齐可以让我们重现整个彗星彗发观察到的CP的系统功能。我们的研究结果表明，偏振黄道尘埃辐射可能是一个重要的偏振前景成分，这在宇宙微波背景实验中应谨慎对待。
2014-07-30 astro-ph.EP astro-ph.GA
Grain alignment and rotational disruption by radiative torques in exoplanet atmospheres
尘埃云在热彗星的大气中无处不在，并影响它们的可观测特性。尘埃颗粒在云中的排列和由此产生的尘埃极化是研究系外行星磁场的一种很有前途的方法。此外，大气中的颗粒尺寸分布在大气中的物理和化学过程中起着重要的作用，这是相当不确定的。本文首先利用辐射力矩（RATs）研究了热尘埃大气中尘埃粒子的排列。我们发现，硅酸盐颗粒可以对齐的RAT与磁场（B-RAT）由于强磁场的热超导体，但碳颗粒的抗磁性材料往往是与辐射方向（k-RAT）。在低海拔$r<2R_{\rm p}$（$R_{\rm p}$是行星半径），只有大颗粒可以排列，但$a\sim 0.01μ$ m的微小颗粒可以在高海拔$r>3R_{\rm p}$排列。然后，我们研究了尘埃颗粒的旋转破裂的辐射扭矩破坏（RATD）机制。我们发现，大颗粒可以被RATD破坏成较小的尺寸。高抗拉强度的晶粒在$r>3R_{\rm p}$的高度被破坏，但弱晶粒在较低的高度被破坏。我们认为，大颗粒分裂成较小的颗粒可以促进尘埃云由于较低的重力逃逸到高海拔地区，并可以解释热木星中高海拔云的存在以及超级喷气式大气。
2021-08-23 astro-ph.EP astro-ph.GA astro-ph.SR
Magnetic Fields in Massive Star-forming Regions (MagMaR). IX. Radiative Torque Alignment and Disruption in NGC6334I
Korea Astronomy and Space Science Institute (KASI)（韩国天文与空间科学研究所）；Korea University of Science and Technology（韩国科学技术院）；Department of Astronomy, School of Science, The University of Tokyo（东京大学理学部天文学科）；Department of Earth, Environment, and Physics, Worcester State University（伍斯特州立大学地球、环境与物理系）；Institut de Ciències de l’Espai (ICE-CSIC)（太空科学学院（CSIC））；Joint ALMA Observatory（ALMA联合观测所）；National Radio Astronomy Observatory（美国国家射电天文台）；Institute for Advanced Study, Kyushu University（九州大学高等研究院）；Department of Earth and Planetary Sciences, Faculty of Science, Kyushu University（九州大学理学地学行星科学系）；School of Astronomy and Space Science, Nanjing University（南京大学天文与空间科学学院）；Key Laboratory of Modern Astronomy and Astrophysics (Nanjing University), Ministry of Education（教育部现代天文与天体物理重点实验室（南京大学））
本研究利用ALMA观测NGC6334I的尘埃偏振，发现高光学深度与颗粒对齐效率降低可解释致密区低偏振度，还揭示磁场结构随密度的转变及颗粒生长、破坏的相关特征。
2026-09-09 astro-ph.GA
Magnetic Properties of Dust Grains, Effect of Precession and Radiative Torque Alignment
尘埃颗粒在天体物理环境中的排列导致星光的偏振以及尘埃辐射的偏振。我们证明了在晶粒排列理论的进步，允许使用的线性和圆偏振探测不仅磁场，而且灰尘成分，灰尘环境等，我们重新审视的过程中的晶粒排列的辐射扭矩（RAT），并专注于通过观察约束磁化率的晶粒。我们讨论的可能性，观测测试的磁性颗粒的排列变化，从相对于磁场的辐射方向。这为限制RATs理论的不确定参数提供了可能性，也为测量星际介质和星周区域的磁场提供了一种新的方法。我们提供了一个详细的讨论由磁场和各向异性辐射引起的进动，并重新访问了一些关键过程相关的磁响应的晶粒。我们认为，在硅酸盐和碳质颗粒的磁弛豫速率增加的各种影响。特别是，我们发现了一个新的松弛过程中的内部磁化的振幅的变化在一个摆动的三轴晶粒，并确定一个范围内的晶粒尺寸，这种效果可以占主导地位的内部对齐的角动量内晶粒轴。我们发现，这些松弛过程显着改变了动态的RAT的存在下，晶粒。我们应用我们的分析观察到的颗粒排列在特殊的环境中，把约束的增强磁性的尘埃颗粒在云附近的超新星，彗星彗发，和原行星盘。
2019-08-27 astro-ph.GA astro-ph.SR
The radiative torque spin-up efficiency of ballistic dust grain aggregates
本文研究了弹道粉尘颗粒聚集体的辐射转矩自旋效率，发现标准参数化高估了最大角速度，提出了一种能更准确预测角速度的新参数化方法，并指出强辐射源仍可导致颗粒旋转破坏。
2024-12-20 astro-ph.EP astro-ph.GA
Understanding the Multi-wavelength Thermal Dust Polarisation from the Orion Molecular Cloud in Light of the Radiative Torque Paradigm
本研究利用RAT范式分析OMC-1区域的多波长热尘埃偏振谱，提出两相尘埃模型成功重现V形光谱，并推断出磁场倾角，为理解颗粒对齐和限制三维磁场提供了重要步骤。
2024-06-27 astro-ph.GA
Internal and external alignment of carbonaceous grains within the radiative torque paradigm
我们研究的内部和外部排列的碳颗粒，包括石墨和氢化无定形碳（HAC），在星际介质（ISM）内的辐射扭矩（RAT）的范例。对于内部排列（IA），我们发现，HAC晶粒具有核顺磁性，由于氢质子可以有有效的核弛豫，而HAC和石墨晶粒可以有有效的非弹性弛豫的晶粒在低$-J$和高$-J$吸引子。对于外部配向，HAC和石墨晶粒可以在低$-J$吸引子处与辐射方向（$k$ -RAT）配向，但由于辐射旋进的抑制而不能在高$-J$吸引子处具有稳定配向。与气体碰撞的随机化相比，HAC还具有缓慢的拉莫尔旋进，并且不能与磁场对准（$B$ -RAT）。通过扩散ISM漂移的$a<0.05μ$ m的小HAC颗粒由于其快速旋进而可以在高$-J$吸引子处沿着感应电场（$E$-RAT）弱地排列。顺磁弛豫的核磁被发现是无效的HAC晶粒由于快速抑制核磁化率时，晶粒旋转在高$-J$吸引子。然后，我们研究了一个典型的富碳渐近巨星分支星IRC+10216的信封中的碳尘的排列。我们发现，在低$-J$吸引子对齐的晶粒可以通过内部区域中具有错误IA的$k$ -RAT发生，但通过最外部区域中的$B$ -RAT发生。然而，由于有效的非弹性弛豫，在高$-J$吸引子处排列的晶粒通过$k$ -RAT具有正确的IA排列。当仅存在低$-J$吸引子处的颗粒时，通过SOFIA/HAWC+观察到的朝向IRC+10216的极化模式可以再现，这是由于通过RAT破…
2023-01-19 astro-ph.GA astro-ph.SR
Physical Model of Dust Polarization by Radiative Torque Alignment and Disruption and Implications for Grain Internal Structures
尘埃极化取决于尘埃的物理和机械性质，以及当地环境的性质。为了了解尘埃偏振如何随颗粒的力学性质和当地环境而变化，在本文中，我们通过同时考虑颗粒排列和旋转破坏辐射扭矩（RAT）来模拟星光的波长依赖性偏振和对齐颗粒的偏振尘埃发射。我们探索了广泛的局部辐射场和晶粒的力学性能，其特征在于抗拉强度。我们发现随着辐射强度$U$的增加，由于小晶粒的排列增强，最大偏振和峰值波长向短波长移动。RATs的晶粒旋转破坏倾向于降低光的近红外偏振，但增加了由于大颗粒转化为较小的星光的紫外偏振。特别地，我们发现在$850~μ\rm m$处的亚毫米（submm）极化度（$P_{850}$）并不随辐射强度或晶粒温度（$T_{d}$）单调增加，而是依赖于晶粒材料的抗拉强度。我们的尘埃偏振的物理模型可以通过对恒星形成区域或附近恒星照射的分子云的观测来测试，这些区域的辐射强度高于平均星际辐射场。最后，我们比较了我们的预测的$P_{850}-T_{d}$与{ \it普朗克}数据的关系，发现观察到的减少$P_{850}$与$T_{d}$可以解释时，由RAT颗粒中断占，这表明星际颗粒不太可能有一个紧凑的结构，但可能是一个复合的。亚毫米波偏振随U（或$T_{d}$）的变化可以对宇宙尘埃的内部结构提供有价值的约束。
2019-11-02 astro-ph.GA astro-ph.SR
The Spheroidal Analog Method for Modeling Irregular Porous Aggregates
本文提出用具有等效介电函数的椭球类比不规则多孔尘埃颗粒，并依据几何特征确定轴比与孔隙率，验证其可准确模拟星际、星周及行星际尘埃的光学性质。
2025-05-13 astro-ph.GA
Rotational disruption of dust grains by mechanical torques for high-velocity gas-grain collisions
以$v_{d}\gtrsim 100\rm km~s^{-1}$的高超音速穿过环境气体的尘埃颗粒被已知的非热溅射破坏。然而，以前的非热溅射研究忽略了这样一个事实，即尘埃颗粒可以通过气体颗粒碰撞产生的随机机械扭矩旋转到超热旋转。在本文中，我们表明，这样的晶粒超热旋转可以破坏成小碎片的小晶粒，因为诱导的离心应力超过了最大的抗拉强度的晶粒材料，$S_{\rm max}$。我们将这种机制称为{ \it机械扭矩破坏}（METD）。我们发现，METD是更有效的比非热溅射在破坏最小的晶粒（$a<10$ nm）的非理想结构的速度为$v_{d}<500 \rm km~s^{-1}$移动。旋转破裂与溅射时间的比率为$τ_{\rm disr}/τ_{\rm sp}\sim 0.7(S_{\rm max}/10^{9}\rm erg~cm^{-3})(\bar{A}_{\rm sp}/12)(Y_{\rm sp}/0.1)(a/0.01μm)^{3}(300\rm km~s^{-1}/v_{d})^{2}$，其中$a$为球形晶粒的半径，且$Y_{\rm sp}$为溅射产率。我们还考虑了高能量的制度，并发现METD的速率降低，并成为效率较低的溅射$v_{d}>500\rm km~s^{-1}$，因为撞击粒子只将其动量的一部分转移到粮食。最后，我们讨论的METD机制的辐射压力加速的高超声速颗粒以及快速冲击中的…
2020-05-22 astro-ph.EP astro-ph.GA astro-ph.HE
Rotational Disruption of Dust Grains by Radiative Torques in Strong Radiation Fields
大质量恒星、超新星和千新星是宇宙中最明亮的辐射源。观测通常显示出年轻大质量星团（YMSC）周围的H\，{ \sc ii}区域的近中红外（NIR-MIR，$λ\sim 1-5~μ$ m）辐射过剩。在Ia型超新星的光学到近红外波长的早期阶段观测也揭示了尘埃消光和尘埃偏振的不寻常特性。对这种近红外-中红外过量和不寻常尘埃特性的普遍解释是，在这些强辐射源的局部环境中，相对于大颗粒（$a\gtrsim 0.1~μ$ m），小颗粒（尺寸$a\lesssim 0.05~μ$ m）占优势。为什么小颗粒在这些环境中占主导地位的问题仍然是一个谜。在这里，我们报告了一种新的机制，尘埃破坏的基础上离心应力内的非常快速旋转的颗粒旋转的辐射扭矩，我们的辐射扭矩破坏（RATD）机制。我们发现，RATD可以破坏位于$\sim 1$ pc的距离从一个大质量恒星的光度$L\sim 10^{4}L_{\odot}$或超新星的大颗粒。这种效应增加了小颗粒相对于大颗粒的丰度，并成功地再现了所观察到的近红外-中红外过量和异常尘埃消光/偏振。我们应用的RATD机制的千新星，发现在$\sim$ 0.1 pc的尘埃将占主导地位的小颗粒。小颗粒产生的RATD也可以解释陡峭的远紫外线上升的消光曲线向星爆和高红移星系，和减少的逃逸分数的Ly $α$光子从H\，{ \sc ii}区域周围的YMSC。
2019-05-07 astro-ph.GA astro-ph.HE astro-ph.SR
Spinning Dust Emission: Effects of irregular grain shape, transient heating and comparison with WMAP results
普朗克有望回答早期宇宙的关键问题，但它也提供了对异常微波发射的进一步理解。自旋尘埃粒子的电偶极辐射仍然是异常微波辐射的有利解释。本文提出了一种计算具有转动惯量的不规则小颗粒转动辐射的方法$I_{1}> I_{2}> I_{3}$。我们表明，一个转矩自由旋转的不规则颗粒与一个给定的角动量辐射在多个频率模式。所得旋转粉尘光谱具有峰值频率和发射率随颗粒形状不规则程度而增加，其由$I_{1}:I_{2}:I_{3}$定义。我们讨论了如何在体坐标系中的偶极矩$\bmu$的取向影响旋转尘埃光谱的不同制度的内部热波动。我们表明，自旋尘埃发射率的情况下，强的热波动是不太敏感的$\bmu$的取向比在弱的热波动的情况下。我们计算自旋尘埃光谱的气体密度和偶极矩的范围。研究了可压缩湍流对旋转粉尘排放强度的影响。我们表明，在湍流介质中的发射强度增加的一个因素，从1.2-1.4相对于在均匀介质中，作为音速马赫数$M_{s}$从2-7增加。最后，旋转尘埃参数的约束，通过拟合我们的改进模型，五年{ \it威尔金森微波各向异性探针}互相关前景光谱，H $α$相关和100 $μ$ m相关的发射光谱。
2011-08-05 astro-ph.CO astro-ph.GA
A dynamical constraint on interstellar dust models from radiative torque disruption
星际尘埃是构成星际介质的重要组成部分，在天体物理学中起着重要作用。因此，获得星际尘埃的精确模型非常重要。星际尘埃模型通常建立在星光消光和偏振等观测约束的基础上，但没有考虑颗粒旋转等动力学约束。在本文中，我们表明，一个新发现的影响Hoang等人，所谓的辐射扭矩破坏（RATD），可以作为一个重要的动力学约束灰尘模型。使用这个动力学约束，我们推导出的最大尺寸的晶粒在ISM中生存的不同的尘埃模型，包括接触二进制，复合材料，硅酸盐核心，和无定形碳地幔，和紧凑的晶粒模型不同的辐射场。我们发现，不同的尘埃模型有不同的最大尺寸，由于其不同的抗拉强度，最大的最大尺寸对应于紧凑的颗粒具有最高的抗拉强度。我们发现，复合晶粒模型不能排除，如果组成颗粒是非常小的半径$a_{p}\le$ 25 nm，但大的复合晶粒将被破坏，如果粒子是大的$a_{p}\ge 50$ nm。我们建议，晶粒内部结构可以约束与观测使用动态RATD约束的强辐射场，如超新星，新星，或恒星形成区域。最后，我们得到的结果表明，微米级的晶粒可能有紧凑/核幔结构或复合结构，但位于区域的气体密度略高，辐射强度较弱的平均ISM。
2019-03-16 astro-ph.EP astro-ph.GA
Grain alignment and disruption by radiative torques in dense molecular clouds and implication for polarization holes
由排列的尘埃颗粒引起的尘埃极化被广泛用于研究各种环境中的磁场，包括恒星形成区。然而，在致密的分子云（MC）中仍然存在什么光学深度的晶粒排列的问题是不清楚的。在本文中，我们的目标是实现的最小尺寸的对齐的晶粒（$a_{\rm align}$）和旋转中断（$a_{\rm disr}$）的径向扭矩（RAT）作为一个函数的局部物理参数在致密的MC。本文首先求出了无恒星和有恒星时稠密MC中衰减辐射场的辐射强度和平均波长的解析近似，然后导出了$a_{\rm align}$和$a_{\rm disr}$随视消光$A_{V}$和气体密度变化的解析公式。我们发现在密度为$n_{\rm H}\sim 10^{5}\rm cm^{-3}$的无星核中，尺寸为$a<0.25μm$的颗粒可以通过RAT排列到$A_{V}\sim 5$，而微米尺寸的颗粒仍然可以在$A_{V}\sim 50$排列。用$A_{V}$的排列尺寸的增加可以解释朝向无星核观察到的极化孔的存在。对于嵌入原恒星的MC，我们发现，由于辐射强度的增加，对准和旋转破坏的效率都向原恒星增加。这种破坏效应导致偏振度随$A_{V}$或发射强度的降低，这再现了朝向原恒星位置观察到的流行偏振空穴。最后，我们推导出最大$A_{V}$的公式，其中晶粒排列仍然存在于一个无星的核心，并讨论其限制晶粒生长的潜力。
2020-10-15 astro-ph.EP astro-ph.GA astro-ph.SR
Effects of Barnett magnetic dipole-dipole interaction on grain growth and destruction
由于巴尼特效应，快速旋转的磁性颗粒可以获得大的磁偶极矩。在这里，我们研究的巴尼特磁偶极-偶极相互作用对晶粒碰撞和晶粒生长的新影响，假设晶粒旋转的辐射扭矩。我们发现，嵌入铁夹杂物的颗粒之间的碰撞率可以显着增强由于巴尼特磁偶极-偶极相互作用时，晶粒旋转超热辐射扭矩。我们讨论了增强碰撞率的影响，在拱星的信封演变的恒星，光解区域，和原恒星环境中的晶粒生长和破坏。我们的结果首次揭示了尘埃磁性和局部辐射场对晶粒生长和破坏的重要性。
2023-02-22 astro-ph.EP astro-ph.GA astro-ph.SR
Two modes of carbonaceous dust alignment
作用在不规则颗粒上的辐射扭矩（RAT）或机械扭矩（MET）可以引起灰尘颗粒相对于对准轴（AA）的对准，该对准轴可以是磁场的方向或辐射的方向。我们发现，碳质颗粒可以对齐与他们的轴平行和垂直的AA，我们探索的条件下，特定的模式对齐发生。我们确定了一个新的过程中的带电碳颗粒在湍流磁化星际介质相对于电场的排列。该场作用于在湍流介质中加速并围绕磁场回转的颗粒。在湍流可压缩介质中，电场也可以由磁场强度的时间变化引起。电场的方向垂直于磁场，并且碳颗粒由于它们的电矩而在电场中进动。如果这种旋进比磁场中的拉莫尔旋进快，则这种颗粒的排列是它们的长轴平行于磁场。我们探索的参数空间，新的机制对齐的长轴平行于磁场的晶粒。我们将这种机制与另一种提供相同类型的对齐的过程进行比较，即，内部弛豫速度不够快的晶粒的RAT对齐。我们描述的条件下实现的碳质晶粒排列的特定模式，并讨论什么信息可以通过测量所得的极化。
2020-09-23 astro-ph.GA
Modelling Grain Rotational Disruption by Radiative Torques and Extinction of Active Galactic Nuclei
本研究通过辐射扭矩瓦解效应（RATD）建模活动星系核的多波段消光，解释了远紫外消光陡升特征，揭示了尘埃颗粒演化规律及两类消光曲线二分性的成因。
2021-07-02 astro-ph.GA astro-ph.HE
A Far-Infrared Observational Test of the Directional Dependence in Radiative Grain Alignment
星际尘埃颗粒与磁场的排列提供了测量磁场强度和形态的关键方法。反过来，这提供了一种手段来研究磁场的作用，从弥漫的气体到致密的恒星形成区域。排列颗粒的物理机制一直是一个长期的研究和争论的主题。辐射力矩理论，即各向异性辐射场赋予足够的力矩使颗粒排列，同时使它们以高转速旋转，已经通过了许多观测测试。在这里，我们使用档案偏振数据在猎户座分子云（OMC-1）在100，350，和$850\,μ$ m的密集区域测试的预测，对齐效率是依赖于磁场和辐射各向异性的相对取向。我们发现，预期的偏振信号，与180度的周期，存在于所有波长的半径为1.5弧分集中在BNKL对象在OMC-1。这些信号由于随机噪声而出现的概率很低（$\lesssim$ 1\%），并且与云的其余部分相比，朝向BNKL的概率最低。此外，相对磁场辐射各向异性方向符合理论预测，因为它们同意在$100\,μ$ m处优于15度，在$350\,μ$ m处优于4度。
2015-09-28 astro-ph.GA
Toward A General Theory of Grain Alignment and Disruption by Radiative Torques and Magnetic Relaxation
本文提出并数值验证了辐射扭矩与磁弛豫协同作用下尘埃颗粒取向和碎裂的通用理论，揭示碰撞主导与辐射主导两种区域的取向行为差异，并发现辐射扭矩俘获效应及快速取向颗粒比例上限。
2025-09-22 astro-ph.EP astro-ph.GA astro-ph.SR
Electric dipole moments and disalignment of interstellar dust grains
星际颗粒相对于星际磁场排列的程度取决于排列机制和排列机制。几十年来，人们一直认为，排列不齐主要是由于颗粒与气相原子碰撞时受到的随机角脉冲造成的。最近，一种新的失准机制被认为是非常有效的晶粒，具有随时间变化的电偶极矩和漂移横跨磁场。我们提供了尺寸>约0.1微米的硅酸盐颗粒的失准时间的定量估计。这些似乎是短于由辐射扭矩对齐的时间尺度，除非晶粒包含超顺磁性夹杂物。
2009-11-19 astro-ph.GA
Dust Rotational Dynamics in C-shocks: Rotational Disruption of Nanoparticles by Stochastic Mechanical Torques and Spinning Dust Emission
多环芳烃（PAHs）和纳米颗粒由于其占主导地位的表面积，预计将在许多天体物理过程中发挥重要作用，包括气体加热，化学，恒星形成和异常微波发射。在存在C冲击的密集磁化分子云中，多环芳烃和纳米颗粒被广泛认为是由于颗粒间碰撞而产生的颗粒破碎。剩下的问题是这些纳米粒子是否可以在密集和热冲击区域中生存，以及如何通过观察来限制它们的大小和丰度。在本文中，我们提出了一种新的机制来破坏纳米粒子在C-冲击的基础上，离心应力内快速旋转的纳米粒子自旋随机原子轰击，这被称为旋转破坏。我们发现，由于超音速中性气体充电的晶粒漂移在C-冲击，纳米粒子可以自旋到超热旋转由超音速中性流施加的随机扭矩。超热旋转纳米颗粒内产生的离心应力可超过颗粒材料的最大拉伸强度（$S_{\max}$），导致小于$S_{\max}\sim 10^{9}\erg\cm^{-3}$的$a\sim 1$ nm的纳米颗粒的快速破裂。所提出的中断机制被证明是更有效的比热溅射在控制较低的截止粒度分布在C冲击。我们模型的微波辐射从自旋纳米粒子在C-冲击超音速中性漂移和旋转中断。我们发现超热旋转纳米粒子可以发射出强的微波辐射，并且峰值通量和峰值频率都随着激波速度的增加而增加。我们建议旋转灰尘作为一种新的方法来约束纳米粒子和跟踪冲击波的速度在密集，冲击区。
2019-08-26 astro-ph.EP astro-ph.GA astro-ph.SR
Alignment and rotational disruption of dust
我们揭示了辐射扭矩（RAT）和机械扭矩（MET）的尘埃颗粒排列与Hoang等人引入的颗粒旋转破坏之间的深刻联系。如果颗粒具有对应于高角动量（高J）的吸引子点，则颗粒发生破裂。我们引入{ \it快速中断}的晶粒，直接驱动到高J吸引子的时间尺度上的自旋，和{ \it缓慢中断}的晶粒首先移动到低J吸引子，并逐渐运输到高J吸引子的气体碰撞。铁夹杂物使晶粒磁化率增强，扩大了高J吸引子的参数空间，并增加了经历破坏的晶粒百分比。RAT或MET的幅度的增加可以增加快速破坏的效率，但与直觉相反，通过迫使颗粒朝向低J吸引子来降低缓慢破坏的效果，而气体密度的增加通过更快地将颗粒输送到高J吸引子来加速破坏。我们还表明，由RAT和MET诱导的中断依赖于磁场和各向异性流之间的角度。我们发现，风车扭矩可以提高效率的{ \it快速中断}，但可能会降低效率的{ \it缓慢中断}通过延迟传输的颗粒从低J到高J吸引子通过气体碰撞。旋转破裂的选择性性质开启了对颗粒成分的观测测试以及颗粒排列的物理过程的可能性。
2020-12-03 astro-ph.EP astro-ph.GA astro-ph.SR
Alignment and Rotational Disruption of Dust Grains in the Galactic Centre Revealed by Polarized Dust Emission
本研究利用多波段偏振热尘埃发射观测，分析银河系中心尘埃颗粒的排列与旋转瓦解，验证相关理论机制，发现温度影响颗粒族群构成，为星际尘埃研究提供观测依据。
2023-04-25 astro-ph.GA
Rotational Disruption of Dust and Ice by Radiative Torques in Protoplanetary Disks and Implications for Observations
本研究针对原行星盘中尘埃与冰的旋转瓦解过程开展二维建模，揭示了辐射扭矩瓦解机制对纳米颗粒补充、水雪线范围及岩质天体碳缺失问题的关键影响。
2020-08-06 astro-ph.EP astro-ph.GA astro-ph.SR
Effect of dust rotational disruption by radiative torques on radiation pressure feedback from massive protostars
尘埃上的辐射压力被认为在大质量恒星的形成过程中起着至关重要的作用，它通过作用于中心原恒星上的引力坍缩。然而，尘埃的性质在密集地区的大质量原恒星的强烈辐射照射的约束不足。以往的研究通常假设标准的星际尘埃模型来限制吸积形成的大质量恒星的最大质量，这似乎与尘埃演化理论相矛盾。本文利用恒星辐射对尘埃同时产生辐射压力和辐射力矩的事实，研究了辐射力矩（RAT）对尘埃颗粒转动扰动对辐射压力的影响，并探讨了其对大质量恒星形成的意义。在本文中，我们专注于原恒星的信封，并采用球面几何。我们发现，原来的微米大小的大颗粒，大概形成在非常密集的地区，可以迅速被打乱成小颗粒的RAT由于红外辐射从热尘埃壳附近的直接恒星辐射诱导的升华前。由于旋转破坏的尺寸分布的修改，辐射压不透明度可以从原始尘埃模型的预期值减少$\sim 3$的一个因素。然而，要通过球形吸积形成大质量恒星，尘埃与气体的质量比需要像以前发现的那样减少$\sim 5$。
2021-07-05 astro-ph.GA astro-ph.HE astro-ph.SR
Interstellar Grain Alignment - Observational Status
星际极化在光学/红外线早已被认为是由于不对称的尘埃颗粒对齐的磁场，并可能提供一个资源有效的方式来探测的拓扑结构和强度的磁场。然而，为了有信心地这样做，必须定量地理解对准机制的物理和可变性。在过去的15年里，我们在对这个问题的理论和观测理解方面都取得了重大进展。我在这里回顾了当前状态的观测约束的晶粒排列物理。虽然没有提出的三类晶粒排列理论：机械，顺磁弛豫和辐射排列力矩，可以被视为已被经验证实，前两个失败了一些关键的观测测试，而后者最近得到了具体的观测支持，现在必须被视为领先的候选人。
2012-08-21 astro-ph.GA
B-fields And dust in interstelLar fiLAments using Dust POLarization (BALLAD-POL): II. Testing the Radiative Torque Paradigm in Musca and OMC-1
本研究利用Planck与SOFIA/HAWC+尘埃偏振观测及DustPOL模型，在Musca和OMC-1中检验RAT-A与RAT-D，证明须同时考虑颗粒排列、破坏及磁场缠结去偏振。
2024-09-09 astro-ph.GA
B-fields And dust in interstelLar fiLAments using Dust POLarization (BALLAD-POL): III. Grain alignment and disruption mechanisms in G34.43+0.24 using polarization observations from JCMT/POL-2
利用JCMT/POL-2偏振观测研究红外暗云G34.43+0.24中颗粒排列与破碎机制，发现RAT排列可解释多数退偏振，核区存在RAT-D迹象，外围高偏振由磁增强RAT解释。
2025-01-20 astro-ph.GA
Rotational Disruption of Astrophysical Dust and Ice: Theory and Applications
尘埃是星际介质的重要组成部分，在许多不同的天体物理过程和现象中起着重要作用。传统上，尘埃颗粒被认为是通过热升华，库仑爆炸，溅射和粉碎来破坏的。前两种机制来自尘埃与强烈辐射场和高能光子（极端紫外线）的相互作用，这些辐射场和光子在有限的天体物理环境中起作用。本文综述了{ \it尘埃-辐射相互作用}中的一种新的破坏机制，这种机制在广泛的辐射场中是有效的，在天体物理学中具有普遍的应用。我们首先描述了这种新的机制，即由辐射扭矩（RAT）或辐射扭矩破坏（RATD）引起的旋转破坏。然后，我们讨论了由于颗粒相对于环境气体的超声运动而引起的机械扭矩对纳米颗粒的旋转破坏，这被称为机械扭矩破坏（METD）。这两种新机制改变了尘埃和冰的性质（例如，大小分布和质量），影响观测特性，包括尘埃消光、热发射和非热发射以及偏振。我们提出了各种应用程序的RATD和METD机制为不同的环境，包括ISM，恒星形成区，天体物理瞬变，和表面天体化学。
2020-07-06 astro-ph.EP astro-ph.GA astro-ph.HE
On Internal and External Alignment of Dust Grains in Protostellar Environments
我们研究了导致颗粒最大惯性矩轴与角动量（${\bf J}$，即，内部对准）和${\bf J}$与磁场的对准（即，使用基于辐射扭矩（RAT）和机械扭矩（MET）的晶粒对准框架，对非常大的晶粒（半径为$a>10μ$ m的VLG）进行外部对准。我们推导出分析公式的临界尺寸的晶粒排列，假设晶粒排列在低$-J$和高$-J$吸引子的RAT（MET）。对于原恒星的核心，我们发现，超巴尼特弛豫可以诱导有效的内部对齐的VLG与大铁夹杂物对齐在高$-J$吸引子的RAT（MET）。相比之下，非弹性松弛对于由任何组合物制成的VLG可以是有效的。对于外部对齐，我们发现，在高$-J$吸引子对齐铁夹杂物的VLG可以通过RAT（$B-$ RAT）或MET（$B-$ MET）进行磁性对齐，从而使尘埃极化成为这种密集区域中磁场的可靠示踪剂。尽管如此，低$-J$吸引子的晶粒或没有铁夹杂物的晶粒具有沿着辐射方向（$k-$ RAT）或气流（$v-$ MET）的排列。对于原恒星磁盘，我们发现，超巴尼特松弛可以是有效的大铁夹杂物的颗粒在外盘由于自旋由MET，但非弹性松弛是低效的。在低J吸引子处对齐的VLG可以具有$k-$ RAT（$v-$ MET）对齐，但是在高$-J$吸引子处对齐的晶粒可能具有$B-$ RAT（$B-$ MET）对齐。在原恒星盘中，MET的晶粒排列似乎比RAT更重要。
2022-10-17 astro-ph.EP astro-ph.GA
Modeling extinction and reddening effects by circumstellar dust in the Betelgeuse envelope in the presence of radiative torque disruption
星周尘埃是在演化恒星的包层内形成和演化的，包括渐近巨星分支（AGB）和红超巨星（RSG）。星周尘埃对恒星光的消光对于解释RSG/AGB观测和确定核心坍缩超新星的高质量RSG祖先至关重要。然而，星周尘埃的性质还没有得到很好的理解。对尘埃演化的现代理解表明，强烈的恒星辐射可以通过辐射扭矩破坏（RAT-D）机制从根本上改变星周包层上的尘埃性质。本文研究了RAT-D对星周尘埃粒度分布的影响，并模拟了其对猎户座$α$测光观测的影响。由于RAT-D效应，在粉尘形成区中形成的大颗粒被破坏成尺寸为$a < 0.5\,\rmμm$的较小物质。利用RAT-D效应约束下的GSD模型，我们模拟了背景星和参宿四的视消光。我们发现，消光在近紫外，光学和红外波长减少，而在远紫外波长增加。由此产生的通量可能再现从近紫外到近红外范围的观测。我们的结果可以用来解释其他RSG/AGB星的尘埃消光和光度观测。
2022-07-29 astro-ph.GA astro-ph.SR
Effects of Grain Alignment Efficiency on Synthetic Dust Polarization Observations of Molecular Clouds
磁排列尘埃粒子的偏振连续辐射在很大程度上取决于尘埃粒子的局部磁场结构。然而，所观察到的显着的极化分数和列密度之间的关系可能会受到强烈的影响，甚至可能占主导地位的变化，在晶粒排列效率与当地条件，在一个空间均匀的晶粒排列效率的标准假设相反。在这里，我们介绍了一种通用的方法，将异质晶粒对齐到分子云的合成偏振观测，通过一个简单的模型，其中晶粒对齐效率取决于当地的气体密度作为一个幂律。我们证明该模型使用来自辐射扭矩对准理论的结果。介绍了幂律非均匀排列模式对模拟分子云合成观测的影响。我们发现，极化分数柱密度相关可以通过非均匀排列与观测确定的值达成一致，虽然仍然存在退化与云尺度磁化湍流的相对强度和相对于观测者的平均磁场取向。我们还发现，在偏振角偏振分数相关的色散保持鲁棒相关，尽管同时变化的两个观测值的存在下，异质对齐。
2019-09-06 astro-ph.GA
Recent progress in theory and observational study of dust grain alignment and rotational disruption in star-forming regions
尘埃天体物理学的现代认识揭示了辐射-尘埃相互作用产生的辐射力矩（RATs）可以引起两种基本效应，包括颗粒排列和旋转破坏。在这里，我们回顾了最近的进展，在理论发展和观测测试这些影响使用尘埃偏振观测到的恒星形成区（SFR）。我们首先回顾了RAT对齐和RAT中断的基本理论，分别称为RAT-A和RAT-D效应。然后，我们简要地描述了我们用来模拟偏振热尘埃排放的数值方法，占RAT-A和RAT-D和理论预测的尘埃偏振观测。接下来，我们回顾了我们的观测工作，以寻找观测证据的RAT-A和RAT-D的影响，使用热尘埃极化对SFR。最后，我们讨论了磁场推断尘埃极化观察到对这些SFR和影响的RAT范式不同的天体物理条件下，包括原恒星环境，尘埃演化和时域天体物理。
2022-09-14 astro-ph.GA
Variation of dust properties with cosmic time implied by radiative torque disruption
已知星系内的尘埃性质会由于局部气体密度的增加而从弥漫介质转变为致密云。然而，尘埃的性质是否会随着红移而改变的问题仍然难以捉摸。在本文中，使用的事实，即平均辐射强度的星际介质（ISM）的恒星形成星系的红移增加，我们表明，尘埃的属性应该改变，由于辐射扭矩的旋转中断的效率增加，一种效果命名为辐射扭矩中断（RATD）。我们首先表明，由于RATD，星际尘埃的大小分布随红移而变化，如尘埃颗粒在较高的$z$变得更小。我们模拟了消光曲线，发现随着红移的增加，曲线变得更陡。总消光与选择性消光之比$R_{V}$随红移而减小，并且对于具有复合结构的晶粒实现低的$R_{V}\sim 1.5-2.5$值。我们还发现，由于RATD的尘埃性质的变化与当地的气体密度，但这种变化是由辐射场的弥漫ISM。星际尘埃的RATD所暗示的$R_{V}$的低值可以再现对Ia型超新星（SNe Ia）和小麦哲伦云（SMC）的消光曲线与陡峭的远紫外线上升到高z星系观察到的异常尘埃消光。由于星际湍流和辐射强度的变化而引起的$R_{V}$的波动可能会解决使用SNe Ia测量哈勃常数的紧张局势。最后，我们讨论了高Z天体物理学的演变尘埃性质的影响。
2020-11-17 astro-ph.CO astro-ph.GA astro-ph.HE
Gamma-ray Burst Afterglows: Time-Varying Extinction, Polarization, and Colors due to Rotational Disruption of Dust Grains
伽玛射线暴（GRB）的瞬发光辐射对周围环境有重要影响。在本文中，我们研究的旋转中断和排列的尘埃颗粒的辐射力矩（RAT）引起的伽玛射线暴余辉和预测的观测特性的伽玛射线暴余辉的签名。我们首先使用辐射扭矩破坏（RATD）机制研究颗粒破坏，发现在距源$d< 40$ pc的距离内的大颗粒（尺寸$>0.1 μ\rm m$）可以被破坏成较小的颗粒。然后，我们建立了GRB余辉的消光曲线模型，发现光学近红外消光迅速下降，紫外消光增加，由于大颗粒通过RATD转化为较小的颗粒。发现在中断时间$t_{\rm disr} \lesssim 10^{4}$ s后，总选择性视觉消光比从$R_{V}\sim 3.1$的标准值降低到$\sim 1.5$。接下来，我们研究了由γ射线暴余辉引起的RAT晶粒排列，并模拟了晶粒与磁场排列产生的波长依赖性极化。我们发现，偏振度首先增加，由于增强排列的小晶粒，然后降低时，晶粒破碎RATD开始。最大偏振波长$ λ_{\rm max}$从$\sim 0.55 μ\rm m$的标准值迅速下降到$\sim 0.15 μ\rm m$超过$t_{\rm align} \lesssim 30$ s的排列时间，由于增强的小晶粒的排列。最后，我们发现，RATD诱导的光学/近红外消光显着减少，产生一个光学再增亮所观察到的光曲线的伽玛射线暴余辉。我们表明，我们的理论预测可以解释各种观测性质的伽玛暴余…
2019-12-09 astro-ph.GA astro-ph.HE astro-ph.SR
Polarization, Polarizing Efficiency, and Grain alignment towards the direction of the cluster NGC 2345
利用多波段光学偏振观测研究了星系团NGC2345方向的颗粒排列和尘埃性质。对于大多数恒星，观测到的偏振被认为是由于星际介质的平均值的最大偏振和波长对应于它的1.55%和0.58 $μm$，分别。这揭示了在NGC 2345的方向上，尘埃颗粒的尺寸分布与一般星际介质中的相似。在距离NGC 2345方向1.2kpc附近的尘埃性质发生了变化。发现在这个距离以外的尘埃颗粒与银河系磁场成一直线，而在这个距离的前景中的尘埃颗粒的方向是分散的，在这个方向上的颗粒的偏振效率接近于我们银河系的平均效率。减小的晶粒尺寸以及朝向团簇的核心区域的增加的偏振效率指示团簇内的局部辐射场更高，这是小晶粒的增加的排列效率的原因。最大偏振的波长（与排列的晶粒的平均尺寸相关）也被发现随着消光的增加而增加，并且随着偏振效率的增加而减少，这可以由辐射扭矩排列机制来解释。
2022-04-27 astro-ph.GA astro-ph.SR
A unified model of grain alignment: radiative alignment of interstellar grains with magnetic inclusions
具有普通顺磁磁化率的星际颗粒的辐射力矩（RAT）排列已经得到早期研究的支持。这种晶粒的排列取决于由晶粒形状确定的所谓RAT参数$q^{\max}$。在本文中，我们阐述了我们的模型RAT对齐的晶粒具有增强的磁化率，由于铁夹杂物，使RAT对齐磁增强，我们术语MRAT机制。这样的晶粒可以在所谓的高J吸引子点处以高角动量对齐，实现高度对齐。使用我们的分析模型的RAT，我们推导出的临界值的磁弛豫参数$δ_{m}$产生高J吸引点的函数$q^{\max}$和各向异性辐射角相对于磁场$ψ$。我们发现，如果约$10\%$的总铁丰度存在于硅酸盐颗粒形成铁簇，它是足够的，以产生高J吸引点的所有合理的值$q^{\max}$。为了计算晶粒排列的程度，我们进行了数值模拟的MRAT对齐，包括随机激发气体碰撞和磁场波动。我们发现，大晶粒可以实现完美的对齐时，高J吸引点存在，无论值的$q^{\max}$。我们所得到的结果铺平了道路的偏振热尘埃发射以及磁偶极子发射的物理模拟。我们还发现，毫米级的颗粒在吸积盘可能与磁场，如果他们与铁纳米粒子。
2016-08-24 astro-ph.CO astro-ph.GA
