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

5 полезных привычек, которые помогут экономить 5 полезных привычек, которые помогут экономить

Эти советы позволят вам не тратить лишние деньги, которых так часто не хватает

Популярная механика
Сергей Кемпо: Мейер Сергей Кемпо: Мейер

Отрывок из книги, посвященной режиссеру Всеволоду Мейерхольду

СНОБ
Колорадские жабы оказались под угрозой из-за высокого спроса на их психоактивный яд Колорадские жабы оказались под угрозой из-за высокого спроса на их психоактивный яд

Почему снижается численность колорадских жаб

N+1
«Живешь — живи. Радуйся». Главному российскому психологу Юлии Гиппенрейтер исполнилось 90 лет «Живешь — живи. Радуйся». Главному российскому психологу Юлии Гиппенрейтер исполнилось 90 лет

Постулаты о воспитании детей и ошибках родителей от главного психолога

Forbes
Лекарство от уныния: как философия помогает бороться с тревогой и внутренней пустотой Лекарство от уныния: как философия помогает бороться с тревогой и внутренней пустотой

Почему в мире бесконечных возможностей мы все чаще чувствуем тревогу, пустоту?

Forbes
Чудо света Чудо света

Путеводитель по самым хайповым местам на планете

Playboy
8 самых неудачных автомобильных дуэтов в мире 8 самых неудачных автомобильных дуэтов в мире

Они такие разные, так почему же они вместе?

Maxim
Как изменились Ивлеева, Бедняков и другие любимые ведущие «Орла и решки» Как изменились Ивлеева, Бедняков и другие любимые ведущие «Орла и решки»

Тревел-шоу «Орел и решка» отметило девятилетие существования

Cosmopolitan
Дыра в ткани реальности, в теории, может уничтожить Вселенную Дыра в ткани реальности, в теории, может уничтожить Вселенную

Вселенная, возможно, съедает себя изнутри

Популярная механика
Елена Николаева: «Я нашла свою идеальную форму и будто замерла в ней» Елена Николаева: «Я нашла свою идеальную форму и будто замерла в ней»

Елена Николаева — о семье, штопке и фирменном способе соления лосося

Худеем правильно
Огромная ракета и трупы черепах вместо тихой гавани на берегу океана: как SpaceX Илона Маска уничтожает деревню Бока-Чика в Техасе Огромная ракета и трупы черепах вместо тихой гавани на берегу океана: как SpaceX Илона Маска уничтожает деревню Бока-Чика в Техасе

SpaceX уничтожает поселение в южном Техасе, выкупая один дом за другим

Esquire
Бактерии в кишечнике беременных связали со сниженным риском аллергии у их детей Бактерии в кишечнике беременных связали со сниженным риском аллергии у их детей

Что влияет на развитие аллергии у детей?

N+1
Взглянуть по-новому Взглянуть по-новому

Когда ничего не помогает распахнуть взгляд, в дело вступают пластические хирурги

Собака.ru
Бунт Лимонова: перевернутая страница русской литературы Бунт Лимонова: перевернутая страница русской литературы

Все жизненные поступки Эдуарда Лимонова были подчинены литературе

Forbes
УАЗ «Патриот». Курочка по зёрнышку УАЗ «Патриот». Курочка по зёрнышку

Как показал себя в реальной эксплуатации автоматизированный УАЗ «Патриот»

4x4 Club
Весеннее равновесие в аюрведе: продукты и специи, которые следует добавить в рацион Весеннее равновесие в аюрведе: продукты и специи, которые следует добавить в рацион

Здоровый рацион весной

Yoga Journal
«Ты выживешь, только если будешь помогать другим». Чулпан Хаматова о фильме «Зулейха открывает глаза» «Ты выживешь, только если будешь помогать другим». Чулпан Хаматова о фильме «Зулейха открывает глаза»

Получилась ли достойной экранизация романа «Зулейха открывает глаза»?

Forbes
В защиту торгашей и спекулянтов: воспринимают ли россияне бизнесменов как жуликов? В защиту торгашей и спекулянтов: воспринимают ли россияне бизнесменов как жуликов?

Вредно ли преобладание торговли в малом бизнесе?

Forbes
До 90 рублей за доллар: что сулят российской валюте самые негативные сценарии До 90 рублей за доллар: что сулят российской валюте самые негативные сценарии

Обвал на рынке нефти привел к новому резкому ослаблению рубля

Forbes
Как бывший автогонщик и трейдер из России продал стартап лидеру мирового рынка Как бывший автогонщик и трейдер из России продал стартап лидеру мирового рынка

Сооснователь стартапа Busfor Илья Екушевский о том, зачем продавать дело жизни

Forbes
8 вариантов лени и как ее победить в каждом случае 8 вариантов лени и как ее победить в каждом случае

Эта статья поможет выявить твой тип лени и избавиться от него

Maxim
Что происходит с лишней кожей после экстремального похудения — рассказывает врач Что происходит с лишней кожей после экстремального похудения — рассказывает врач

После резкого похудения многие сталкиваются с новой проблемой — избытками кожи

Cosmopolitan
Мой сын — дворник Мой сын — дворник

Почему дети не желают следовать советам родителей

СНОБ
Как самоизоляция во время Великой чумы помогла Исааку Ньютону совершить научную революцию Как самоизоляция во время Великой чумы помогла Исааку Ньютону совершить научную революцию

Период вынужденной «самоизоляции» биографы Ньютона назовут «годами чудес»

Forbes
Смех зверей Смех зверей

Посмеяться любят многие: и обезьяны, и дельфины, и даже грызуны

Вокруг света
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
«Хьюстон, у нас проблема» «Хьюстон, у нас проблема»

Какие ужасы пришлось преодолеть экипажу «Аполлона-13», чтобы остаться в живых

Вокруг света
Чтобы костюмчик сидел! Чтобы костюмчик сидел!

Актриса Марьяна Спивак подбирает себе модный лук

OK!
Невозможное возможно: как найти иголку в стоге сена Невозможное возможно: как найти иголку в стоге сена

Реальные способы, с помощью которых можно найти иголку в стоге сена

Популярная механика
Как быстро повысить иммунитет, не потратив лишних денег: 8 способов Как быстро повысить иммунитет, не потратив лишних денег: 8 способов

Эти меры помогут тебе повысить иммунитет и прийти в лучшую форму

Cosmopolitan
Открыть в приложении