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

Как понять женщину: 5 книг, которые помогут разобраться в устройстве женской психологии Как понять женщину: 5 книг, которые помогут разобраться в устройстве женской психологии

Книги, которые помогут погрузиться во внутренний мир женщины и лучше понять его

Популярная механика
Как приучить себя к полезному и избавиться от вредного: 5 простых советов Как приучить себя к полезному и избавиться от вредного: 5 простых советов

Привычки — как полезные, так и вредные — формируются по определенной схеме

Psychologies
Зубы динозавров «рассказали», какой была земная атмосфера 70 миллионов лет назад Зубы динозавров «рассказали», какой была земная атмосфера 70 миллионов лет назад

Ученые разработали новый метод изучения древней атмосферы

ТехИнсайдер
Рокки бы позавидовал: главные мировые рекорды по отжиманию от пола Рокки бы позавидовал: главные мировые рекорды по отжиманию от пола

Ты даже не представляешь, насколько хардкорно можно отжиматься

Playboy
Леонардо да Винчи. Биография Леонардо да Винчи. Биография

Почему «Джоконда» – шедевр, на который хотят посмотреть вживую миллионы людей

kiozk originals
Как выбрать светодиодный фонарик: советы от профи Как выбрать светодиодный фонарик: советы от профи

Выбрать хороший светодиодный фонарик вы можете воспользовавшись рекомендациями

CHIP
Прыжок с подсечкой и другие опасные школьные игры: как уберечь ребенка Прыжок с подсечкой и другие опасные школьные игры: как уберечь ребенка

Ежегодно тысячи семей сталкиваются с опасными играми школьников

РБК
Медленно, но верно Медленно, но верно

На смену быстрому ритму жизни приходит философия slow life

Здоровье
Великолепный десяток Великолепный десяток

Какие сверхспособности скрываются за хрупкой скорлупой яйца?

Добрые советы
Ошибка оптимиста: почему цены на нефть продолжат свое падение Ошибка оптимиста: почему цены на нефть продолжат свое падение

Нет предпосылок к тому, чтобы цены на нефть вернулись в приемлемый коридор

Forbes
Как успеть продать компьютер, пока он не стал ненужным хламом? Как успеть продать компьютер, пока он не стал ненужным хламом?

Когда технику можно продать за достойные деньги?

CHIP
Закулисье процесса века Закулисье процесса века

Расширение списка злодеяний гитлеровского режима оказалось сложной задачей

Дилетант
Как стать компетентным Как стать компетентным

Отрывок из книги «Ваш источник мотивации: Как захотеть сделать то, что нужно»

СНОБ
Ин и янь: покраска волос двумя цветами Ин и янь: покраска волос двумя цветами

Какие оттенки предлагают сочетать колористы и кому подойдёт такое окрашивание

Cosmopolitan
Кумир под запретом: самые яркие моменты из жизни певца Муслима Магомаева Кумир под запретом: самые яркие моменты из жизни певца Муслима Магомаева

О жизни Муслима Магомаева в народе ходят легенды

Cosmopolitan
Правила жизни Сергея Мавроди Правила жизни Сергея Мавроди

Жизнь у меня пропащая, честно скажу

Esquire
Владимир Гусев Владимир Гусев

Интервью с директором Русского музея

Собака.ru
Развод? Не верим! Невероятная история любви Джигана и Оксаны Самойловой Развод? Не верим! Невероятная история любви Джигана и Оксаны Самойловой

Вспомнили историю любви Джигана и Оксаны Самойловой

Cosmopolitan
Правила этикета на первом свидании: 9 главных правил Правила этикета на первом свидании: 9 главных правил

Девять главных заповедей первого свидания

Playboy
Сесть на гречку: как сохранить форму, пока работаешь из дома Сесть на гречку: как сохранить форму, пока работаешь из дома

Как укрепить здоровье, сохранить фигуру и подкачаться, если работаешь удаленно

Forbes
Великая красота Великая красота

Соединение природы с архитектурой XVII века и невероятное изящество

Seasons of life
Как узнать ip принтера: самые простые способы Как узнать ip принтера: самые простые способы

Сетевой адрес принтера в зависимости от некоторых обстоятельств может меняться

CHIP
Голодный и добрый Голодный и добрый

Почему Джордж Маккей ни за что не выберет скучную роль

Esquire
10 прорывных технологий 2020 года, которые изменят будущее 10 прорывных технологий 2020 года, которые изменят будущее

Технологии, технологии, технологии...

Playboy
Mercedes Путина и болид Шумахера: что продают на аукционах Mercedes Путина и болид Шумахера: что продают на аукционах

Автомобили с крупнейших аукционных площадок

РБК
Black Cupro — люди в черном Black Cupro — люди в черном

Однажды в черной-черной комнате встретились двое в черном и замыслили нечто

Playboy
Против филлеров: звёзды с тонкими губами, которые не хотят их увеличивать Против филлеров: звёзды с тонкими губами, которые не хотят их увеличивать

Многие звезды решили не гнаться за модой и остались верны себе

Cosmopolitan
Тяжесть положения Тяжесть положения

Василий Артемьев выводит отечественное регби на вселенский уровень

Tatler
Охотники за подделками Охотники за подделками

Как люкс использует новейшие технологии и ракушки против контрафактной продукции

Robb Report
Гулять, дышать, читать стихи Гулять, дышать, читать стихи

Три современных поэтов, близких нам по времени и пространству, чувствам и словам

Seasons of life
Открыть в приложении