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
Вкус Канады из-под Пензы: история кленоварни из села, которая продаёт тонны сиропа по всей России Вкус Канады из-под Пензы: история кленоварни из села, которая продаёт тонны сиропа по всей России

Кооператив поставляет кленовый сироп «Вкусвиллу», «Кофемании» и другим сетям

VC.RU
На египетской картине нашли библейский синий На египетской картине нашли библейский синий

Из чего древние египтяне делали редкую краску — библейский синий

N+1
Схема нового налога и законы о кредитах для бизнеса: Путин раздал поручения по мерам из своего обращения Схема нового налога и законы о кредитах для бизнеса: Путин раздал поручения по мерам из своего обращения

Путин раздал чиновникам поручения, связанные с мерами помощи бизнесу

Forbes
Как повысить самооценку и обрести уверенность? 11 советов психолога Как повысить самооценку и обрести уверенность? 11 советов психолога

Заниженная самооценка мешает нам строить здоровые отношения и карьеру

Psychologies
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
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
Кетогенная диета: личный опыт и результаты через 100 дней Кетогенная диета: личный опыт и результаты через 100 дней

Кетодиета набирает популярность во всем мире

Cosmopolitan
Перемена мест слагаемых: что даст Москве и Киеву новый украинский кабмин Перемена мест слагаемых: что даст Москве и Киеву новый украинский кабмин

Правительство Алексея Гончарука было отправлено в отставку

СНОБ
Иммунитет под угрозой! 6 сигналов, что у вас дефицит витаминов группы В Иммунитет под угрозой! 6 сигналов, что у вас дефицит витаминов группы В

Как распознать дефицит витаминов группы В?

Cosmopolitan
Как понять, что ты работаешь в токсичной компании? 5 главных признаков Как понять, что ты работаешь в токсичной компании? 5 главных признаков

Как понять, что пора задуматься об увольнении?

Playboy
Не только гречка: что россияне покупают в период пандемии Не только гречка: что россияне покупают в период пандемии

Рассказываем, какие вещи россияне покупают в ретейлерах прямо сейчас

РБК
«Налицо острейший кризис доверия»: в газете «Ведомости» начался конфликт из-за статьи о «Роснефти» «Налицо острейший кризис доверия»: в газете «Ведомости» начался конфликт из-за статьи о «Роснефти»

Руководство «Ведомостей» предложило своего кандидата на пост главного редактора

Forbes
6 способов перестать смотреть порно (хотя бы на время) 6 способов перестать смотреть порно (хотя бы на время)

Да, иногда стоит отвлечься от порно

Playboy
Через две весны Через две весны

Интервью с руководителем российской части «ЭкзоМарса» об отправке зонда на Марс

N+1
Изучая матчасть Изучая матчасть

Как проходит учёба в элитных школах, где учатся будущие автомобильные дизайнеры

Robb Report
Первые шаги к миллиарду: с чего начинали Галицкий, Дуров, Тиньков, Фридман и Абрамович Первые шаги к миллиарду: с чего начинали Галицкий, Дуров, Тиньков, Фридман и Абрамович

34-ый выпуск Forbes Digest посвящен разбору первых шагов в бизнесе миллиардеров

Forbes
От «Дау» до «Ширли»: лучшие фильмы Берлинского кинофестиваля От «Дау» до «Ширли»: лучшие фильмы Берлинского кинофестиваля

Какими фильмами запомнился Юбилейный Берлинале

РБК
«Душа моя утомлена. Скучно»: Пушкин, Чехов, Гоголь и другие русские классики — о карантине «Душа моя утомлена. Скучно»: Пушкин, Чехов, Гоголь и другие русские классики — о карантине

Письма классиков — пример, как проводить карантин не без некоторого удовольствия

Esquire
Айболит 666. Дикие методы, которыми лечили больных до изобретения зеленки и анальгетиков Айболит 666. Дикие методы, которыми лечили больных до изобретения зеленки и анальгетиков

Пятьсот лет назад болеть было по-настоящему страшно и больно

Maxim
Вирус Зика уменьшил опухоль мозга у собак Вирус Зика уменьшил опухоль мозга у собак

Ученые провели испытания вируса Зика для лечения злокачественных опухолей

N+1
Осознавай и властвуй. Кто и как зарабатывает на том, что мы стали очень осознанными Осознавай и властвуй. Кто и как зарабатывает на том, что мы стали очень осознанными

Майндфулнес — большой тренд, который стремительно ворвался во все сферы жизни

Forbes
Наоми Алдерман: Сила Наоми Алдерман: Сила

Отрывок из феминистской антиутопии Наоми Алдерман

СНОБ
Переспать и выжить: сколько на самом деле нужно спать Переспать и выжить: сколько на самом деле нужно спать

Сколько все-таки нужно спать, и работает ли тут правило “чем больше, тем лучше”

Популярная механика
Чтение выходного дня: роман Бенджамина Вуда «Станция на пути туда, где лучше» как разговор о травме. Публикуем его фрагмент Чтение выходного дня: роман Бенджамина Вуда «Станция на пути туда, где лучше» как разговор о травме. Публикуем его фрагмент

Отрывок из тревожного романа Вуда — знакомство с Дэниэлом и его родителями

Esquire
Как выбрать светодиодный фонарик: советы от профи Как выбрать светодиодный фонарик: советы от профи

Выбрать хороший светодиодный фонарик вы можете воспользовавшись рекомендациями

CHIP
4 главных снайперских винтовки 4 главных снайперских винтовки

То, из чего будут целиться снайперы

Maxim
Я больше ничего не делегирую, и это серьезно облегчило мою жизнь Я больше ничего не делегирую, и это серьезно облегчило мою жизнь

Лучший способ выполнять дела — делать их самостоятельно

Psychologies
Стартап Quibi обещает революцию в мобильном видео и до запуска собрал $1,75 млрд от крупнейших студий: чем он интересен Стартап Quibi обещает революцию в мобильном видео и до запуска собрал $1,75 млрд от крупнейших студий: чем он интересен

Сервис Quibi обещает бюджеты «Игры престолов» для десятиминутных видео

VC.RU
Слезы капали Слезы капали

Дизайнер Полина Осипова не догадывалась, что будет продавать свои слезы

Seasons of life
Открыть в приложении