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
Желтые ногти, рак кожи и еще 5 мифов о вреде геля-лака развенчивает эксперт Желтые ногти, рак кожи и еще 5 мифов о вреде геля-лака развенчивает эксперт

Откуда тенденция отказываться от долгосрочного покрытия

Cosmopolitan
Астрономы заметили в космосе таинственную идеальную сферу Астрономы заметили в космосе таинственную идеальную сферу

Объект Телиос: совершенная сфера неизвестного происхождения

ТехИнсайдер
Лучший враг человека. 9 неприятных историй, связанных с милыми собаками Лучший враг человека. 9 неприятных историй, связанных с милыми собаками

Собака — это существо, которое может доставить массу проблем окружающим

Maxim
Еда и мозг Еда и мозг

Что углеводы делают со здоровьем, мышлением и памятью

kiozk originals
Масло жожоба для лица и волос: экзотический эликсир красоты Масло жожоба для лица и волос: экзотический эликсир красоты

Разбираемся в полезных свойствах домашней косметики с маслом жожоба

Cosmopolitan
Счастливчик Димон. От каких напастей Владимир Владимирович уберег Дмитрия Анатольевича Счастливчик Димон. От каких напастей Владимир Владимирович уберег Дмитрия Анатольевича

Дмитрий Медведев может всерьез задумываться о возвращении в большую политику

СНОБ
Не спешите извиняться Не спешите извиняться

Прежде чем извиниться, подумайте о возможных последствиях

Psychologies
По уходу за ребенком По уходу за ребенком

Косметические бренды предлагают детям такой же широкий выбор, как и мамам

Vogue
Бармен — друг молодежи: как россиянка запускала самый модный бар в сицилийской деревне Бармен — друг молодежи: как россиянка запускала самый модный бар в сицилийской деревне

Что бывает, когда персонал любит своих клиентов больше, чем нанимателя

Forbes
Без границ Без границ

Виктория Исакова умеет быть разной и непредсказуемой

OK!
Поездка за границу с детьми: как облегчить отпуск Поездка за границу с детьми: как облегчить отпуск

Няня поможет разгрузить вас от рутинных дел, связанных с детьми в поездках

Мама и малыш
7 упражнений, которые «похудеют» тебя на карантине 7 упражнений, которые «похудеют» тебя на карантине

Тебе понадобится только спортивная форма и 20 минут свободного времени

Cosmopolitan
«Если потребитель любит российскую соцсеть, зачем ему зарубежная?» Замглавы ФАС — о предустановке российского софта на смартфоны «Если потребитель любит российскую соцсеть, зачем ему зарубежная?» Замглавы ФАС — о предустановке российского софта на смартфоны

Интервью с заместителем руководителя Федеральной антимонопольной службы

Forbes
Как отличить самоубийство от убийства Как отличить самоубийство от убийства

Отрывок из книги самого востребованного криминалиста Англии Анджелы Галлоп

СНОБ
Токсичная природа: 10 ядов, растущих на земле Токсичная природа: 10 ядов, растущих на земле

Ранжировать растительные яды еще сложнее, чем животные

Популярная механика
«Зарплаты будут уже не те». Автосалоны и заводы закрываются «Зарплаты будут уже не те». Автосалоны и заводы закрываются

Дилерские центры и заводы всех марок в России с 30 марта закроют на карантин

РБК
Одна вокруг света: как путешествовать с собакой и не оплошать Одна вокруг света: как путешествовать с собакой и не оплошать

64-я серия о кругосветном путешествии москвички Ирины Сидоренко и собаки Греты

Forbes
«Zеленый» протест «Zеленый» протест

В авангард борцов с экологическими угрозами выдвинулась армия молодых активистов

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

Автомобили с крупнейших аукционных площадок

РБК
Звезды «Счастливы вместе» 14 лет спустя: от Даши Букиной до грандмастера Бита Звезды «Счастливы вместе» 14 лет спустя: от Даши Букиной до грандмастера Бита

Первый эпизод «Счастливы вместе» вышел на экраны 8 марта 2006 года

Cosmopolitan
Бабушка надвое сказала Бабушка надвое сказала

Петербургская квартира дизайнера Тимофея Вересновского

AD
Почему не стоит писать в Сети о проблемах детей Почему не стоит писать в Сети о проблемах детей

Стоит ли родителям спрашивать совета по воспитанию в Сети

Psychologies
Жизнь на Марксе Жизнь на Марксе

Как сегодня выглядит борьба с капитализмом в сердце Европы

Esquire
Что наше отношение к другим говорит о нас? Что наше отношение к другим говорит о нас?

Если хотите узнать о ком-то больше, посмотрите, как человек относится к другим

Psychologies
Слишком старая. За что осуждают Мадонну Слишком старая. За что осуждают Мадонну

Отрывок из книги «Слишком толстая, слишком пошлая, слишком громкая»

СНОБ
Как и с чем носить свитер оверсайз: 6 модных вариантов Как и с чем носить свитер оверсайз: 6 модных вариантов

Руководство по стилизации свитера оверсайз

Cosmopolitan
Первая встреча: как Тернер, Лопес и другие звезды встретили свою любовь Первая встреча: как Тернер, Лопес и другие звезды встретили свою любовь

Вот как познакомились эти известные пары, порой все было как в кино

Cosmopolitan
«Я продаю свой «Майбах»: как ресторатор Владимир Перельман спасает бизнес от полного краха «Я продаю свой «Майбах»: как ресторатор Владимир Перельман спасает бизнес от полного краха

Как сохранить костяк команды в кризис?

Forbes
Спроси гробовщика. Как молодая девушка с миллионом подписчиков в YouTube заработала $17 млн на смерти Спроси гробовщика. Как молодая девушка с миллионом подписчиков в YouTube заработала $17 млн на смерти

Кейтлин Даути — владелица похоронного бюро и создательница YouTube-канала

Forbes
Открыть в приложении