Subaru/HiCIAO觀測RY Tau近紅外散射光：蝴蝶狀分布展現
引言
再RY Tau（一顆原恒星）上進行了近紅外冕狀成像偏振測量的研究。這是首次使用Subaru/HiCIAO裝置在H波段進行高分辨率（約0.05角秒）觀測。觀察到了散射光在該恒星周圍環境的分布情況。
這種偏振強度（PI）的分布呈現出一種蝴蝶狀的明亮輻射模式，其角度尺度類似于在毫米波波段觀測到的盤狀結構。這種分布向藍移噴流方向偏移，表明存在一個幾何厚度較大的盤狀結構或殘留的星際氣體包層，是以處于II類演化階段的最早期。
對觀測到的PI分布與盤狀模型進行了比較，這些模型包括：使用輻射傳輸代碼，利用譜能分布（SED）來限制盤狀參數；以及用單色光散射模拟來探索廣泛的參數空間，以限制盤狀和塵埃參數。
發現這些模型無法一緻解釋觀測到的PI分布、SED以及毫米波幹涉測量得出的視角。認為近紅外散射光與光學上薄且幾何厚度較大的盤面上的一層有關，而這個盤面負責産生紅外SED。這一層中一半的散射光和熱輻射照亮了盤面，這個過程可能對盤狀結構的熱力學特性産生顯著影響。
光學和近紅外觀測以最高角分辨率揭示了原行星盤的結構。這項研究使用了由日本國立天文台操作的Subaru望遠鏡所采集的資料。這為行星形成的可能性以及相關理論的驗證提供了有力工具。
特别地，冕狀成像技術被廣泛用于抑制恒星光并以高靈敏度探測盤面的散射光。如果沒有這種技術，隻能在有限的情況下通過邊緣視角或對比明亮背景星雲發射的輪廓獲得原行星盤的分辨圖像。
SEEDS項目關于原行星盤的目标是觀測大量不同恒星品質和年齡的天體，并了解盤面結構和顆粒生長的演化過程，進而探索可能進行中的行星形成環境。
展示了RY Tau的近紅外冕狀成像結果，這是SEEDS項目首次發表與該恒星周圍盤面有關的近紅外散射光。RY Tau是一顆活躍的前主序恒星，其品質為2個太陽品質近的毫米波幹涉觀測似乎顯示在1.3毫米波段有一個盤空洞，半徑為15天文機關。這樣的空洞可以由内部盤面與原行星之間的潮汐互相作用形成。這些盤面被稱為“過渡盤”。
使用由開發的完整輻射傳輸工具，并利用拟合譜能分布（SED）獲得的盤面幾何結構。這些模型SED包括散射、吸收和塵埃顆粒的再輻
觀測于2011年1月27日，使用Subaru 8.2米望遠鏡上的裝置。
與其他SEEDS項目的幾次觀測一樣，偏振測量是通過旋轉半波片到四個角度位置（順序為0°，45°，22.5°和67.5°），采用PDI（偏振差分成像）+ ADI（角差分成像）模式進行的。使用一個Wollaston棱鏡将入射光分成兩個圖像，每個圖像的視場為20"× 9"，像素尺度為9.5毫角秒每像素。
進行了13個完整的波片旋轉周期，每個波片位置曝光30秒，使用直徑為0.3"的冠狀遮光闆。在觀測過程中，視場旋轉角度約為8°。
資料處理采用了極化差分成像的标準方法，以及其他SEEDS研究。資料處理使用了圖像降噪與分析工具的方法對望遠鏡和儀器的偏振進行了校正。
發現盤區域觀測到的強度分布在不同曝光中有所變化。這意味着自适應光學（AO）對點擴散函數（PSF）的校正在觀測期間不穩定，可能是由于觀測條件的中等品質，導緻恒星光在不同圖像中洩漏的程度不同。
是以，使用四個圖像（波片位置為0°，45°，22.5°和67.5°）中的最小強度分布（即與星體相關的PSF光暈的最小流量）來得出極化程度的下限。即使在這些圖像中，I分布仍然是中心對稱的，與預期與RY Tau有關的盤面非常不同，這表明它們受到恒星光的嚴重污染。
結論
展示了對RY Tau進行的近紅外冕狀成像偏振測量。使用Subaru/HiCIAO裝置在H波段進行了高分辨率（約0.05角秒）的散射光觀測。觀測到的偏振強度（PI）分布顯示出一個角度尺度約為1.0（約140天文機關）沿着盤面主軸，約為0.6（約80天文機關）沿着次軸，呈現出蝴蝶狀的形狀。沿着主軸的角度尺度類似于使用毫米波幹涉儀測量的盤面尺度。
輻射的亮部分與恒星偏離，指向藍移噴流的方向。如果這個目标與幾何上厚實的盤面或殘餘包層有關聯，這樣的分布可以得到解釋。這與該系統處于II類演化階段最早期的假設是一緻的。
對觀測到的PI分布與采用正常盤面和塵埃模型的散射光模拟進行了比較。這些模拟圖像采用了兩種不同的方法。第一種方法是進行全輻射傳輸模拟，包括塵埃顆粒的吸收、散射和再輻射，并根據SED拟合結果設定盤面參數。第二種方法是進行單色光模拟，隻考慮吸收和散射，針對一組顯著更大的盤面參數，以嘗試更好地拟合觀測到的PI分布。
