Обычно магнитные поля ассоциируют с планетами и звездами

Популярная механикаНаука

Магнитные поля галактик: что это такое

Обычно магнитные поля ассоциируют с планетами и звездами. Но и у галактик такие поля тоже имеются.

Алексей Левин

В 1949 году американские астрономы Уильям Хилтнер и Джон Холл обнаружили слабую поляризацию звездного света в нашей Галактике. В поисках объяснений этого явления Хилтнер связал эту поляризацию с действием магнитного поля на пылевые частицы. Через год сотрудники Калтеха Леверетт Дэвис и Джесси Гринстайн оценили величину этого поля. Позднее Хилтнер обнаружил этот же эффект в галактике М31 (она же туманность Андромеды) и тем самым положил начало изучению космического магнетизма.

«Намагниченность» космического пространства определяют несколькими способами. Первый — по степени поляризации звездного света. Звездное излучение изначально поляризовано изотропно, но волны с различной поляризацией по-разному рассеиваются на частицах космической пыли, которые вращаются вокруг магнитных силовых линий: волна с линейной поляризацией, вектор которой ортогонален магнитному полю, поглощается сильнее остальных. Такой метод хорошо работает в спиральных галактиках, но не в эллиптических, где пыли очень мало.

b685d1738443ce076448d6f90629c356.jpg
По словам астрофизика из Принстона Анатолия Спитковского, всплески возникают вследствие сильнейшего разогрева плазменной оболочки, окружающей магнетар. Из разлома коры вырывается огненный шар, который излучает гамма-кванты и рентгеновские фотоны. Поскольку магнетар быстро вращается, эти лучи уходят в разных направлениях и могут задеть нашу планету, проявляя себя в виде гамма-всплесков. Спитковский смоделировал этот процесс на компьютере и получил серию изображений.

Величину и направление галактических магнитных полей можно также оценить путем анализа синхротронного излучения релятивистских электронов, которые закручиваются вокруг магнитных силовых линий. Такие электроны поставляются сверхновыми звездами, которые редко загораются в эллиптических галактиках. О величине этих полей можно судить и по расщеплению спектральных линий атомов водорода, обусловленному эффектом Зеемана, но в эллиптических галактиках водорода опять-таки немного.

Фотонный ветер

В феврале 2006 года японские астрофизики опубликовали модель рождения реликтовых магнитных полей. Они рассмотрели механизм, который мог генерировать эти поля в промежутке между эрой первичного нуклеосинтеза и появлением нейтральных атомов. Обычная материя тогда была горячей плазмой, состоящей из протонов с небольшой добавкой ядер дейтерия, гелия и лития, электронов и высокоэнергетичных фотонов. В этой плазме возникали потоки фотонного ветра, задувавшего из областей с высокой концентрацией квантов в зоны, где их было сравнительно меньше. Фотонные струи увлекали за собой электроны, но практически не влияли на тяжелые носители положительного заряда. Движение электронов рождало вихревые токи, которые и создали первичные магнитные поля протяженностью в миллионы световых лет. Этот механизм прекратил работать примерно через 400 тысяч лет после Большого Взрыва, когда свободные электроны объединились с ионами и перестали взаимодействовать с фотонным газом. По оценкам авторов, сила первичных полей составляла 10-18 гауссов в масштабе мегапарсеков, но на килопарсековой шкале могла оказаться в тысячи и десятки тысяч раз большей. За последующие миллиарды лет поля, рожденные этим механизмом, должны были сильно ослабеть и сейчас вряд ли превышают 10-24 гауссов.

Откуда берется магнетизм

Происхождение галактических магнитных полей объясняют две противоборствующие концепции. Энрико Ферми после публикации первых результатов Хилтнера выдвинул гипотезу реликтового магнетизма, возникшего вскорости после Большого взрыва. По его мнению, галактики захватили и усилили эти магнитные потоки, в результате чего возникли поля, которые мы наблюдаем сегодня. Английский астроном Фред Хойл выступил с серьезными возражениями, а американский астрофизик Юджин Паркер объяснял галактический магнетизм круговыми движениями плазмы в галактиках и их скоплениях. Позднее эту модель галактического динамо развивали различные ученые (в том числе ив СССР).

f085d7806bd3b42e9c2691fa98cc53cb.jpg

«Теории реликтовых полей подчас выглядят весьма элегантно, и некоторые даже могут оказаться верными. Однако, чтобы это выяснить, необходимо точно измерить межгалактический магнетизм, а это еще никому не удавалось, — объясняет профессор астрономии Висконсинского университета Эллен Цвейбел. — Иное дело поля внутри галактик и галактических кластеров. Их появление хорошо описывается теорией, предложенной 60 лет назад немецким астрофизиком Людвигом Бирманном. Этот механизм называется батареей Бирманна. Магнитные поля могут возникать и по-другому — скажем, при вращении плазмы, падающей на черную дыру. У природы есть немало способов усилить эту намагниченность — например, посредством сжатия космической плазмы ударными волнами. Такие процессы постоянно происходят в спиральных галактиках, что и обеспечивает стабильность их внутреннего магнетизма».

Авторизуйтесь, чтобы продолжить чтение. Это быстро и бесплатно.

Регистрируясь, я принимаю условия использования

Рекомендуемые статьи

Календарь огородника: что посадить в начале лета, чтобы успеть собрать урожай осенью Календарь огородника: что посадить в начале лета, чтобы успеть собрать урожай осенью

К счастью, есть растения, которыми не поздно заниматься даже летом

Популярная механика
Почему не стоит копировать поступки миллиардеров? Андрей Мовчан о книгах богатейших людей мира Почему не стоит копировать поступки миллиардеров? Андрей Мовчан о книгах богатейших людей мира

Экономист Андрей Мовчан комментирует книги, написанные миллиардерами

Forbes
«История Земли в 25 камнях: Геологические тайны и люди, их разгадавшие» «История Земли в 25 камнях: Геологические тайны и люди, их разгадавшие»

Кто разрешил спор о природе лавы

N+1
Настоящий «self-made»: Netflix выпустил мини-сериал о первой женщине-миллионере в США Настоящий «self-made»: Netflix выпустил мини-сериал о первой женщине-миллионере в США

Насколько актуальным получился сериал о Мадам Си Джей Уокер

Forbes
Соскочить с крючка вины: как распознать манипуляцию с первой секунды Соскочить с крючка вины: как распознать манипуляцию с первой секунды

Что такое навязанная вина и как она связана с манипуляцией?

VOICE
Почему путешествовать с маленькими орущими детьми на самом деле круто Почему путешествовать с маленькими орущими детьми на самом деле круто

Несколько историй от молодых родителей о поездках с грудными детьми

GQ
Марина Духанина: 6 главных ошибок родителей, которые хотят помочь ребёнку учить английский Марина Духанина: 6 главных ошибок родителей, которые хотят помочь ребёнку учить английский

Выучить иностранный язык непросто, и родителей часто тянет помочь ребенку

СНОБ
Стало слишком сладко Стало слишком сладко

В России закрываются предприятия по производству сахара, не выдержав обвала цен

Эксперт
Revolut начинает разыгрывать эндшпиль, получив оценку в $5,5 млрд Revolut начинает разыгрывать эндшпиль, получив оценку в $5,5 млрд

Чем интересен финтех с российскими корнями Revolut

VC.RU
Нефть резко подешевела, а бензин — нет. Почему так происходит? Нефть резко подешевела, а бензин — нет. Почему так происходит?

После обвала стоимости нефти тонна бензина на бирже подорожала на 2000 рублей

РБК
Как и с кем живут бывшие мужья Аллы Пугачевой Как и с кем живут бывшие мужья Аллы Пугачевой

За плечами российской Примадонны 5 браков и 2 венчания

Cosmopolitan
10 отличных сериалов на Netflix для запойного просмотра 10 отличных сериалов на Netflix для запойного просмотра

Пришло время посмотреть все сериалы, которые пылились в списке must-see

Esquire
История о том, как чисто английская разновидность футбольного хулиганства распространилась на весь мир История о том, как чисто английская разновидность футбольного хулиганства распространилась на весь мир

Возникновение, расцвет и угасание движения «фирм» в Англии

Maxim
Кофейные зерна и апельсиновые корки: из чего модные бренды создают одежду Кофейные зерна и апельсиновые корки: из чего модные бренды создают одежду

Как бренды используют сок каучука, апельсиновый жмых и кофейные зерна

GQ
Минисериал на выходные: какими получились «Разрабы» о мрачном мире будущего Минисериал на выходные: какими получились «Разрабы» о мрачном мире будущего

В марте на Hulu вышли «Разрабы» — мрачный сериал о Силиконовой долине

Esquire
Субмарины США и СССР: самые лучшие проекты Субмарины США и СССР: самые лучшие проекты

Первоклассные проекты подводных лодок прошлого века

Популярная механика
В защищенном режиме В защищенном режиме

Новые технологии для решения экологических проблем Сахалинской области

РБК
11 лучших сериалов об эпидемиях и смертельных вирусах 11 лучших сериалов об эпидемиях и смертельных вирусах

Сериалы, которые эффективнее всего помогут тебе скоротать время под капельницей

Maxim
10 насекомых, из-за которых вы передумаете посещать Японию 10 насекомых, из-за которых вы передумаете посещать Японию

Суровая японская природа, наполненная жуткими насекомыми и арахнидами

Популярная механика
3 лучших романа, в которых миром правит искусственный интеллект 3 лучших романа, в которых миром правит искусственный интеллект

Писатели-фантасты рассуждают о сценариях будущего с развитым ИИ

Популярная механика
Как найти программу, которая тормозит компьютер? Как найти программу, которая тормозит компьютер?

Что делать, если ОС начинает тормозить без видимой на то причины?

CHIP
«Общественное мнение, или Власть цифр» «Общественное мнение, или Власть цифр»

Отрывок из книги Григория Юдина «Общественное мнение, или Власть цифр»

N+1
5 правдивых историй про Билла Гейтса, в которые трудно поверить 5 правдивых историй про Билла Гейтса, в которые трудно поверить

Жизнь Билла Гейтса во многих отношениях отличается от жизни большинства из нас

Playboy
Как правильно оценить подержанный автомобиль. Инструкция Как правильно оценить подержанный автомобиль. Инструкция

Методы определить рыночную стоимость автомобиля при покупке или продаже

РБК
Села батарейка: как вернуть интерес к работе Села батарейка: как вернуть интерес к работе

Почему происходит эмоциональное выгорание и как с этим справиться

Psychologies
Выгодно, но не всегда Выгодно, но не всегда

Популярности каршеринга удалось добиться драконовскими мерами

Эксперт
Не время для драмы: топ-10 сериалов, которые заставят ваше сердце таять Не время для драмы: топ-10 сериалов, которые заставят ваше сердце таять

Налейте чашку какао и насладитесь сериалами, согревающими душу

Cosmopolitan
От чего нейросети избавят мир От чего нейросети избавят мир

О каких вещах можно будет забыть в ближайшем будущем благодаря нейросетям?

Популярная механика
9 привычек, которые сделают вашу маму долгожительницей 9 привычек, которые сделают вашу маму долгожительницей

Каждая из нас может кое-что сделать, чтобы помочь маме прожить подольше

Cosmopolitan
15 признаков того, что ты для него слишком хороша 15 признаков того, что ты для него слишком хороша

Если тебе кажется, что ты слишком хороша для него, может быть, тебе не кажется

Cosmopolitan
Открыть в приложении