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

Крионика: есть ли жизнь после заморозки? Крионика: есть ли жизнь после заморозки?

Крионика – это игра с малыми шансами, но с колоссальным джекпотом

Популярная механика
Правила жизни Сергея Мавроди Правила жизни Сергея Мавроди

Жизнь у меня пропащая, честно скажу

Esquire
Динамически меняющая внешность маска поможет обмануть систему распознавания лиц Динамически меняющая внешность маска поможет обмануть систему распознавания лиц

Инженеры создали маску, способную изменять форму лица и цвет кожи

N+1
Глубокая тайна: что скрывается подо льдами Антарктиды Глубокая тайна: что скрывается подо льдами Антарктиды

Антарктида куда более сложная, чем может показаться на первый взгляд

Популярная механика
Эмоциональный интеллект Эмоциональный интеллект

Новое представление о том, что значит быть «умным»

kiozk originals
Мания одевания Мания одевания

«У меня уже есть много вещей. Зачем мне еще?» – думаем мы и идем за покупками

Grazia
«Это просто отвратительно»: чем нам полезно это чувство? «Это просто отвратительно»: чем нам полезно это чувство?

Почему все люди испытывают одинаковое отвращение к некоторым вещам

Psychologies
5 страхов, которые мешают нам просить помощи 5 страхов, которые мешают нам просить помощи

Когда приходится просить кого-то об услуге, многие смущаются

Psychologies
Роберто Бениньи («Пиноккио»): «Моя семья была настолько бедна, что мы с родителями спали в одной кровати. Но нам словно принадлежал весь мир» Роберто Бениньи («Пиноккио»): «Моя семья была настолько бедна, что мы с родителями спали в одной кровати. Но нам словно принадлежал весь мир»

Роберто Бениньи о том, каково это — во второй раз входить в одну и ту же воду

Esquire
9 эффективных асан для гибкости – растягиваем затёкшую спину 9 эффективных асан для гибкости – растягиваем затёкшую спину

Делайте комплекс утром или вечером, через 2 часа после еды

Cosmopolitan
Знай наших Знай наших

Героинями этого материала стали деловые женщины из самых разных областей

Grazia
Для кого делали четырехфарные «Волги» Для кого делали четырехфарные «Волги»

Для КГБ? На экспорт? На самом деле нет…

Maxim
Что такое ретроградный Меркурий, или Так ли страшен зверь: комикс Esquire Что такое ретроградный Меркурий, или Так ли страшен зверь: комикс Esquire

Ретроградный Меркурий трижды в год держит в страхе всю планету

Esquire
С военно-сакрального на русский С военно-сакрального на русский

РПЦ вот-вот откажется благословлять ракеты и начнет служить на русском языке

Огонёк
Масло только портит волосы? Разбираемся с экспертами, миф это или правда Масло только портит волосы? Разбираемся с экспертами, миф это или правда

Это средство любят за эффект блестящих, здоровых прядей

Cosmopolitan
Как пережить аврал на работе Как пережить аврал на работе

Зато это утро не будет таким хмурым

Maxim
«Конструктор» за $1,2 млн: кто и как зарабатывает на советском наследии «Конструктор» за $1,2 млн: кто и как зарабатывает на советском наследии

Какие советские артефакты покупают коллекционеры и музеи

Forbes
Доход с разумным риском Доход с разумным риском

Специалисты советуют инвесторам-физлицам повышать уровень финансовой грамотности

РБК
Поисково-спасательный комплекс «Синяя птица» — ангел-хранитель советских космонавтов Поисково-спасательный комплекс «Синяя птица» — ангел-хранитель советских космонавтов

Без крыльев зато с шестью колесами

Maxim
Как рассказать партнеру о своих проблемах со здоровьем Как рассказать партнеру о своих проблемах со здоровьем

Сейчас мы будем говорить о серьезных особенностях организма – об инвалидности

GQ
Сигареты по 50, или Рынок нелегального табака в российских регионах Сигареты по 50, или Рынок нелегального табака в российских регионах

Российский рынок нелегальных сигарет растет небывалыми темпами

Эксперт
Как укрепить иммунитет? 6 советов от экспертов (и один нас сильно удивил) Как укрепить иммунитет? 6 советов от экспертов (и один нас сильно удивил)

Пора прокачать систему защиты своего организма

Playboy
Круглое, вытянутое, острое: как красятся звезды, чтобы скорректировать овал лица Круглое, вытянутое, острое: как красятся звезды, чтобы скорректировать овал лица

Какие трюки используют знаменитости, чтобы выглядеть великолепно

Cosmopolitan
Как сменить профессию в 30, 40, 45 лет: дельные советы, которые приведут к успеху Как сменить профессию в 30, 40, 45 лет: дельные советы, которые приведут к успеху

Как сделать главный шаг, когда ты вдруг понял, что готов к переменам

Playboy
«Мы все оказались в хорроре»: репортаж с окраин эпидемии в Италии «Мы все оказались в хорроре»: репортаж с окраин эпидемии в Италии

Жизнь на самом крупном острове Италии в условиях жесткого карантина

Forbes
Вокруг одни соперницы Вокруг одни соперницы

Почему мы недолюбливаем представительниц своего пола?

Лиза
Какие коктейли можно смешать дома Какие коктейли можно смешать дома

Актуальный вопрос для тех, кто не может даже неделю прожить без похода в бар

GQ
Драгоценное зернышко Драгоценное зернышко

Золотодобыча в современных условиях

Популярная механика
Искусство подкожно Искусство подкожно

Почему татуировка становится языком современного искусства

Огонёк
Skoda Karoq. Невольная жертва волатильности Skoda Karoq. Невольная жертва волатильности

Skoda Karoq придется изрядно потолкаться, чтобы занять место на рынке

4x4 Club
Открыть в приложении