2-(1)

この星間雲の見かけのサイズより観測装置の空間分解能が十分高いとき、雲の各場所での偏光の方向と偏光度の相対的な大きさを図示せよ。

2-(1)解答

図 5: 左：偏光の様子、右：星間雲を輪切りにした様子。視線方向についての積分を考慮する必要がある。

今までの結果を総合して考えると、星間雲での偏光は図左のように書ける。実際に観測者が観測するのは $\va_1,\va_2$の成分の内の卓越した成分であり、このとき$\va_2$成分は観測者に対する射影成分を考えないければならない。 その結果$\theta =0$以外の場合は、$\va_1$の直線偏光として観測されることになるのは、先に見たとおりである。また今の場合、当然視線方向について積分を行わなければならない。

$\theta =0$の時、つまり星間雲の中心を見た場合 $\va_1,\va_2$は同量なので結果観測される偏光は零となる。 $\theta =\pi /2$のとき、つまり星間雲の端を見ている場合$\va_1$の成分は変化しないが、 $\va_2$の観測者に対する射影成分は零となり$\va_1$成分つまり右図の紙面に垂直な成分の偏光が観測される。$\theta =0$で零、 $\theta =\pi /2$で最大の偏光度をち、 $0<\theta <\pi /2$では必ず$\va_2$が射影成分を持つので、 $\theta =\pi /2$に比べて偏光度は小さくなり、$\theta =0$に向けて連続的に変化することになる。 これを図示したのが次の図である。

図 6: 星間雲の天球上での偏光方向と偏光度

著者: 茅根裕司 chinone_at_astr.tohoku.ac.jp