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 овощей, которые можно вырастить дома: лучшие растения для квартиры 5 овощей, которые можно вырастить дома: лучшие растения для квартиры

Как сделать небольшой огород прямо у себя дома

Популярная механика
«Мой мир разрушился». Как девочка переживает утрату матери «Мой мир разрушился». Как девочка переживает утрату матери

Как справиться со смертью самого близкого человека

Forbes
Астрономы отыскали кандидата в очень далекую карликовую планету на крайне широкой орбите Астрономы отыскали кандидата в очень далекую карликовую планету на крайне широкой орбите

Как обнаружили кандидата в экзотичный по свойствам транснептуновый объект

N+1
Оторвись от телефона: как не стать рабом своих гаджетов, если заперт с ним дома Оторвись от телефона: как не стать рабом своих гаджетов, если заперт с ним дома

Отрывок из книги Кэтрин Прайс «Оторвись от телефона»

Forbes
Используй ложку и телефон: 20 способов доставить себе удовольствие Используй ложку и телефон: 20 способов доставить себе удовольствие

Двадцать разных способов мастурбации на любой вкус и цвет

Cosmopolitan
Ошибка Тинькова: как работает американский налог, при расчете которого российский миллиардер ошибся в 3333 раза Ошибка Тинькова: как работает американский налог, при расчете которого российский миллиардер ошибся в 3333 раза

Exit tak — что это за налог и как мог ошибиться Олег Тиньков?

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

Выбрать хороший светодиодный фонарик вы можете воспользовавшись рекомендациями

CHIP
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
Счастье женщины в труде Счастье женщины в труде

Коуч Алексей Ситников учит читательниц «Татлера» искать работу

Tatler
Хранители Хранители

Квартира в Санкт-Петербурге по дизайну Елены Горенштейн

AD
Ольга Сутулова: «Умение любить жизнь вызывает у меня чистый восторг» Ольга Сутулова: «Умение любить жизнь вызывает у меня чистый восторг»

Ольга Сутулова о новых проектах, самокритике и умении радоваться жизни

Grazia
У самого Черного моря У самого Черного моря

Если ждать майских праздников нет никаких сил, отправляйся на уик-энд в Сочи!

Cosmopolitan
Подготовка под покраску любых поверхностей: выбираем хороший пескоструйный аппарат Подготовка под покраску любых поверхностей: выбираем хороший пескоструйный аппарат

Какой пескоструйный аппарат выбрать для дома или автомастерской?

CHIP
Одной крови. Как генетик из Гарварда создал приложение для знакомств, которое ищет пары на основе ДНК Одной крови. Как генетик из Гарварда создал приложение для знакомств, которое ищет пары на основе ДНК

Генная терапия — это атомная энергия XXI

Forbes
Как избавиться от темных кругов под глазами раз и навсегда Как избавиться от темных кругов под глазами раз и навсегда

Круги под глазами - твои постоянные спутники?

Cosmopolitan
Люди и недра Люди и недра

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

Популярная механика
Как перестать быть «наседкой» и научить ребенка выживанию Как перестать быть «наседкой» и научить ребенка выживанию

Как научить ребенка необходимым навыкам выживания в современном мире?

Psychologies
Не в бровь, а в глаз Не в бровь, а в глаз

Какие популярные процедуры красоты могут быть вредны для глаз?

Лиза
Почему веганы так раздражают некоторых из нас? Почему веганы так раздражают некоторых из нас?

В чем причина ненависти и страха к веганам, сыроедам, лактовегетарианцам

Psychologies
7 способов превратить кухню в мужскую территорию 7 способов превратить кухню в мужскую территорию

Как превратить кухню в брутальное помещение, в которое не стыдно позвать друзей

Maxim
Анат Гайгер: «Когда есть танец энергий Инь и Ян — случается магия» Анат Гайгер: «Когда есть танец энергий Инь и Ян — случается магия»

Анат Гайгер, преподаватель направлений Хатха, Виньяса, Инь-йога

Yoga Journal
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
«Хозяин отвечает за все». Ресторатор Катя Бокучава о том, как правильно вкладывать деньги в гастрономический бизнес «Хозяин отвечает за все». Ресторатор Катя Бокучава о том, как правильно вкладывать деньги в гастрономический бизнес

что помогает ресторанам пережить инфляцию и сколько стоит открыть заведение?

Forbes
Будущее уже здесь Будущее уже здесь

Попытки увеличить дальность полётов и одновременно снизить углеродный след

Robb Report
#пронауку: 8 проверенных способов не переедать #пронауку: 8 проверенных способов не переедать

Эти лайфхаки помогут уменьшить объем порций, не страдая от голода

РБК
Безумный мир: 7 дурацких мест Безумный мир: 7 дурацких мест

Когда творческая энергия бьет через край, результат может быть сумасшедшим

Вокруг света
6 финансовых привычек, которыми стоит обзавестись до 30 лет 6 финансовых привычек, которыми стоит обзавестись до 30 лет

Пренебрежение финансовым здоровьем может привести нас в неприятные ситуации

Playboy
«Любовная» телепатия: могут ли влюбленные читать мысли друг друга «Любовная» телепатия: могут ли влюбленные читать мысли друг друга

Только откровенный разговор поможет по-настоящему понять друг друга

Psychologies
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
Готовимся к лету! 7 простых советов, чтобы начать худеть прямо сейчас Готовимся к лету! 7 простых советов, чтобы начать худеть прямо сейчас

Простые лайфхаки, которые помогут без труда сбросить лишние килограммы

Cosmopolitan
Открыть в приложении