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 увлекательных книг об истории России 5 увлекательных книг об истории России

Подборка книг, авторы которых расскажут о возникновении и становлении России

Популярная механика
Социологи нашли лучший сценарий миграционной политики Европейского союза Социологи нашли лучший сценарий миграционной политики Европейского союза

Этот вариант миграционной политики поможет решить проблему старения населения

N+1
Женщины-фридайверы из Южной Кореи адаптировались для жизни под водой Женщины-фридайверы из Южной Кореи адаптировались для жизни под водой

Чем отличаются женщины общины хэнё от кореянок, живущими на материке

ТехИнсайдер
Подвиньтесь, бабуля. Почему мы все еще сталкиваемся с эйджизмом при приеме на работу Подвиньтесь, бабуля. Почему мы все еще сталкиваемся с эйджизмом при приеме на работу

Только у 44% работодателей нет трудностей с сотрудниками старше 50 лет

Forbes
Как говорить, чтобы дети слушали Как говорить, чтобы дети слушали

Как научиться вести диалог с ребенком

kiozk originals
История в машинах: чем запомнился 1991 год История в машинах: чем запомнился 1991 год

1991 год — августовский путч, распад автопрома и легендарная «Волга»

РБК
Милоша узнаю по походке Милоша узнаю по походке

Милош Бикович – о том, в каких случаях искусство может оказаться важнее политики

Esquire
На Луну от вируса. Осталось ли в мире что-то важнее эпидемий На Луну от вируса. Осталось ли в мире что-то важнее эпидемий

Судя по новостям, цивилизация на Земле рискует закончиться бесславным образом

СНОБ
Рабочая ошибка: 9 признаков одежды, которую никогда не стоит надевать в офис Рабочая ошибка: 9 признаков одежды, которую никогда не стоит надевать в офис

Начальство обычно всегда хорошо подмечает, кто во что одет

Cosmopolitan
7 российских спектаклей XXI века в записи 7 российских спектаклей XXI века в записи

Спектакли, которые вы можете посмотреть их бесплатно прямо сейчас

GQ
Бактерии расщепили мономер полиуретана Бактерии расщепили мономер полиуретана

Ученые обнаружили бактерию рода Pseudomonas

N+1
Люди и недра Люди и недра

Россия вносила огромный вклад в технологии разведки, добычи и переработки нефти

Популярная механика
Ирина Муравьёва: два падения одной звезды Ирина Муравьёва: два падения одной звезды

Ирине Муравьёвой хватает приключений в профессиональной жизни

Cosmopolitan
Богатая белая женщина, которая всем наносит пользу: каким получился сериал «И повсюду тлеют пожары» с Риз Уизерспун Богатая белая женщина, которая всем наносит пользу: каким получился сериал «И повсюду тлеют пожары» с Риз Уизерспун

Сериал «И повсюду тлеют пожары» по одноименному бестселлеру Селесты Инг

Esquire
Сказка о царевне Сказка о царевне

Художница из Петербурга Юлдус Бахтиозина заставила Европу полюбить кокошники

Vogue
Сам себе и везде режиссёр: лучшие экшн-камеры Сам себе и везде режиссёр: лучшие экшн-камеры

Когда-то экшн-камеры ассоциировались с GoPro, но времена изменились

Популярная механика
Дисней, Миядзаки, Петров и еще 5 мультипликаторов-революционеров Дисней, Миядзаки, Петров и еще 5 мультипликаторов-революционеров

Художники-аниматоры — настоящие экспериментаторы и творцы

РБК
Взгляд за звёзды: что встречается за пределами Галактики Взгляд за звёзды: что встречается за пределами Галактики

И Млечный Путь, и другие галактики таят в себе множество неизведанного

Популярная механика
Тройная броня российских нефтяников: как Россия подготовилась к ценовой войне с Саудовской Аравией Тройная броня российских нефтяников: как Россия подготовилась к ценовой войне с Саудовской Аравией

Нефтедобывающие компании России способны пережить кратковременную ценовую войну

Forbes
6 способов улучшить сексуальное общение 6 способов улучшить сексуальное общение

Там, где дело касается интимных отношений, не так легко принять решение

Psychologies
Великая красота Великая красота

Соединение природы с архитектурой XVII века и невероятное изящество

Seasons of life
На колёсах: как появился автомобиль На колёсах: как появился автомобиль

Автомобиль — одно из самых важных изобретений человечества

Популярная механика
Восьмимесячные младенцы освоили служебные слова Восьмимесячные младенцы освоили служебные слова

Маленькие дети могут различить в языке служебные слова

N+1
Имбирь. Зри в корень! Имбирь. Зри в корень!

В старину верили, что этот корень способен побороть даже чуму

Здоровье
Будущее уже здесь Будущее уже здесь

Новые технологии входят в мир и открывают в нас неожиданные ресурсы

Psychologies
Павел Табаков: «Кирилл Серебренников был предан моему отцу, и я всю жизнь буду ему за это благодарен» Павел Табаков: «Кирилл Серебренников был предан моему отцу, и я всю жизнь буду ему за это благодарен»

Павел Табаков рассказывает о том, почему решил стать актером

GQ
Школа Баухаус Школа Баухаус

Язык дизайна этой архитектурной школы остается мерилом хорошего вкуса

Playboy
За первого встречного: Джоли, Робертс и другие звезды, поспешно вышедшие замуж За первого встречного: Джоли, Робертс и другие звезды, поспешно вышедшие замуж

Знаменитости порой совершают необдуманные поступки

Cosmopolitan
10 женщин, которые влияют на мировой кинематограф прямо сейчас 10 женщин, которые влияют на мировой кинематограф прямо сейчас

Эти женщины активно отвоевывают себе место под солнцем в мировом кинематографе

Forbes
Чем заменить просмотр спортивных мероприятий во время карантина Чем заменить просмотр спортивных мероприятий во время карантина

Если вы испытываете нехватку эмоций, попробуйте эти спортивные симуляторы

GQ
Открыть в приложении