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

С днем рождения, English: забавные истории о том, как английский язык пришел в Россию С днем рождения, English: забавные истории о том, как английский язык пришел в Россию

Как в СССР учили будущих разведчиков и чем славится «метод Чуковского»

Популярная механика
Риск дефолта российского госдолга вырос до максимума за четыре года Риск дефолта российского госдолга вырос до максимума за четыре года

Стоимость страховки от дефолта России выросла в пять раз

Forbes
Ученые объяснили, как нейронные связи в мозгу влияют на «гибкость» ваших решений Ученые объяснили, как нейронные связи в мозгу влияют на «гибкость» ваших решений

Как гибкость мозга позволяет принимать разные решения в схожих ситуациях

ТехИнсайдер
«Город-призрак»: Bloomberg рассказал о жизни элиты в опустевшем Нью-Йорке «Город-призрак»: Bloomberg рассказал о жизни элиты в опустевшем Нью-Йорке

Люди, не покинувшие престижные районы Нью-Йорка, оказались в пустых домах

Forbes
Партнер-провокатор: что стоит за его манипуляциями и как реагировать правильно Партнер-провокатор: что стоит за его манипуляциями и как реагировать правильно

Как вычислить манипуляцию провокацией и как правильно реагировать на нее

Psychologies
Царь Борис Царь Борис

Борис Джонсон — будто пародия на представителя британского высшего класса

GQ
24 малоизвестные вещи, которые так же круты, как известные аналоги 24 малоизвестные вещи, которые так же круты, как известные аналоги

Знаешь, что такое плацебо, но в курсе ли, что такое нацебо?

Maxim
Львы, это свидание, а не соревнование: худшая твоя привычка на свидании Львы, это свидание, а не соревнование: худшая твоя привычка на свидании

В чем кроются ошибки каждого знака зодиака — рассказываем

Cosmopolitan
Близнецам — «Пила»: самый страшный фильм ужасов для каждого знака зодиака Близнецам — «Пила»: самый страшный фильм ужасов для каждого знака зодиака

Как напугать себя до чертиков согласно твоему звездному знаку

Cosmopolitan
Какие футбольные матчи стоит пересмотреть Какие футбольные матчи стоит пересмотреть

Подборка самых эмоциональных футбольных матчей

GQ
Знай наших Знай наших

Героинями этого материала стали деловые женщины из самых разных областей

Grazia
Как не пьянеть, когда нужно много пить: 11 подсказок, чтобы не краснеть утром Как не пьянеть, когда нужно много пить: 11 подсказок, чтобы не краснеть утром

Трюки, которые помогут пережить бурную ночь

Playboy
Как избавиться от всех неприятных запахов: пот, лук, чеснок, алкоголь, дым и т.д. Как избавиться от всех неприятных запахов: пот, лук, чеснок, алкоголь, дым и т.д.

Чуешь, чем-то пахнет? Зажми нос и читай, что теперь делать

Maxim
«Замедлим распространение этой хрени»: как и зачем российский бизнес переходит на удаленку «Замедлим распространение этой хрени»: как и зачем российский бизнес переходит на удаленку

Почему нельзя работать в пижаме и зачем включать видео при созвонах?

Forbes
Ирина Муравьёва: два падения одной звезды Ирина Муравьёва: два падения одной звезды

Ирине Муравьёвой хватает приключений в профессиональной жизни

Cosmopolitan
Ошибки резидентов: почему Spar лихорадит в России Ошибки резидентов: почему Spar лихорадит в России

Spar так и не научился работать на российском рынке стабильно

Forbes
Четыре истории об отцах: как взрослели дети знаменитых людей Четыре истории об отцах: как взрослели дети знаменитых людей

Отрывок из книги Джошуа Дэвида Стайна «Для меня он был просто папой»

РБК
Загрязнения ума: гнев Загрязнения ума: гнев

Работа с клешами может сделать нашу жизнь более осознанной и счастливой

Yoga Journal
Боязнь воды и продажа БАДов: 9 удивительных фактов о Дженнифер Энистон Боязнь воды и продажа БАДов: 9 удивительных фактов о Дженнифер Энистон

Есть факты о Дженнифер Энистон, о которых ты точно не знаешь

Cosmopolitan
Black Cupro — люди в черном Black Cupro — люди в черном

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

Playboy
Алина Фаркаш рассуждает о том, почему так здорово быть некрасивой Алина Фаркаш рассуждает о том, почему так здорово быть некрасивой

У каждого из нас свои представления об идеальном

Cosmopolitan
Рост прибыли на 1900%, будущий кризис и подготовка к смерти: что Баффет написал инвесторам в ежегодном письме Рост прибыли на 1900%, будущий кризис и подготовка к смерти: что Баффет написал инвесторам в ежегодном письме

Пересказ традиционного письма Уоррена Баффета инвесторам Berksihre Hathaway

Forbes
Вредные штампы: когда искренность и вдумчивость работают лучше Вредные штампы: когда искренность и вдумчивость работают лучше

Устоявшиеся, набившие оскомину выражения делают речь бесцветной и бедной

Psychologies
10 самых умных пород собак 10 самых умных пород собак

Некоторые породы собак традиционно считаются умнее других

Популярная механика
Первый украинский губернатор Первый украинский губернатор

В истории портретов случаются удивительные метаморфозы

Дилетант
Повестка Греты Тунберг: при чем здесь экономика Повестка Греты Тунберг: при чем здесь экономика

О том, как сделать дискуссию содержательной

Русский репортер
Как 22-летний белорус ростом 136 см зарабатывает миллионы на видео в TikTok Как 22-летний белорус ростом 136 см зарабатывает миллионы на видео в TikTok

Как Алексею Савко удалось превратил свою особенность в преимущество

Forbes
Новые правила крутости Новые правила крутости

Статус-символы, по которым миллиардеров и аристократов отличают от обычных випов

Tatler
Мария Бочкарёва. Крестьянка-поручица Мария Бочкарёва. Крестьянка-поручица

Мария Бочкарёва была из тех русских женщин, которые коня на скаку остановят

Дилетант
Разделение сетей Разделение сетей

Forbes посчитал стоимость российских интернет-компаний и оценил продажи в Рунете

Forbes
Открыть в приложении