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

Как узнать возраст кошки: простые способы Как узнать возраст кошки: простые способы

Есть несколько простых методов выяснить, сколько вашей кошке лет

Популярная механика
«Великий файрволл»: как Китай создает и экспортирует методы контроля над интернетом «Великий файрволл»: как Китай создает и экспортирует методы контроля над интернетом

Отрывок из книги Джеймса Гриффитса: как действует ручное управление в интернете

Forbes
Почему ученые до сих пор не могут предсказывать землетрясения Почему ученые до сих пор не могут предсказывать землетрясения

Почему землетрясения не поддаются прогнозированию?

ТехИнсайдер
В защищенном режиме В защищенном режиме

Новые технологии для решения экологических проблем Сахалинской области

РБК
10 ситуаций, когда человеку нужен не психолог, а психиатр 10 ситуаций, когда человеку нужен не психолог, а психиатр

Как распознать, когда именно пора обратиться к психиатру?

Psychologies
Зачем отпускать пойманную рыбу, в чём сила брендов и при чём тут Nissan X-Trail? Зачем отпускать пойманную рыбу, в чём сила брендов и при чём тут Nissan X-Trail?

Монолог счастливого человека, рыбака, бизнесмена Геннадия Жаркова

4x4 Club
Забытые знаменитости стали источником дохода для стартапа: как работает проект видеооткрыток Cameo Забытые знаменитости стали источником дохода для стартапа: как работает проект видеооткрыток Cameo

Компания открыла «маркетплейс» звёзд второстепенной величины

VC.RU
Ужасный конец или ужас без конца: почему развал сделки ОПЕК+ был неизбежен Ужасный конец или ужас без конца: почему развал сделки ОПЕК+ был неизбежен

Сдерживание добычи бессмысленно

Forbes
Чек-лист: 8 полезных привычек тех, кто никогда не болеет Чек-лист: 8 полезных привычек тех, кто никогда не болеет

Секреты богатырского здоровья или вся тайна в здоровых привычках

Cosmopolitan
Как стать для него музой: 5 правил жизни с талантливым мужчиной Как стать для него музой: 5 правил жизни с талантливым мужчиной

Что делать, если ты влюбилась в талантливого мужчину и как стать для него музой

Cosmopolitan
Посвящение в похудение: 6 привычек, которые вредят стройности Посвящение в похудение: 6 привычек, которые вредят стройности

От этих привычек один вред и лишние килограммы!

Cosmopolitan
Домашний карантин: 13 занятий в удовольствие Домашний карантин: 13 занятий в удовольствие

Сидение дома может раздражать, а может дарить прекрасные возможности

Psychologies
Если вы параноик, не смотрите третий сезон «Мира Дикого Запада» Если вы параноик, не смотрите третий сезон «Мира Дикого Запада»

Вам точно покажется, что роботы и искусственный интеллект захватят планету

GQ
Фотонный кристалл позволил создать источник сверхпланковского излучения Фотонный кристалл позволил создать источник сверхпланковского излучения

Ученые продемонстрировали работу принципиально нового источника излучения

N+1
Космология через триллион лет: какой она будет Космология через триллион лет: какой она будет

Смогут ли ученые в установить, с чего началось наше мироздание

Популярная механика
«Хорошие туфли нельзя носить каждый день». Советы по уходу за дорогой обувью от парижского мастера «Хорошие туфли нельзя носить каждый день». Советы по уходу за дорогой обувью от парижского мастера

Мастер обувного дела Мишель Рабаллан

Forbes
Не надо стесняться: почему публиковать свои обнаженные фото – это нормально Не надо стесняться: почему публиковать свои обнаженные фото – это нормально

Сделайте то, что запрещали своему партнеру

GQ
Турбофотошоп: наши звезды, «убравшие» себе на фото 20 лет Турбофотошоп: наши звезды, «убравшие» себе на фото 20 лет

К каждым годом фотошоп становится все более заметен и агрессивен

Cosmopolitan
Тепло под ногами: как эффективно обогреть любую площадь Тепло под ногами: как эффективно обогреть любую площадь

Трудно представить себе современное жильё без отопления

Популярная механика
Охотники за подделками Охотники за подделками

Как люкс использует новейшие технологии и ракушки против контрафактной продукции

Robb Report
Как правильно надевать и носить бандаж для беременных Как правильно надевать и носить бандаж для беременных

Бандаж для беременных облегчает издержки, свойственные периоду вынашивания

Cosmopolitan
Как дочь фанатика-мормона из Айдахо стала профессором Кембриджа и любимой писательницей Гейтса и Обамы Как дочь фанатика-мормона из Айдахо стала профессором Кембриджа и любимой писательницей Гейтса и Обамы

Два года назад Тара Вестовер написала мемуары о жизни в семье мормонов

Forbes
Творческий человек в каждом из нас Творческий человек в каждом из нас

А что, если в каждом из нас прячется гений?

Psychologies
Капром Капром

Кто и как придумал термин «капиталистический романтизм»

Собака.ru
УАЗ «Патриот». Курочка по зёрнышку УАЗ «Патриот». Курочка по зёрнышку

Как показал себя в реальной эксплуатации автоматизированный УАЗ «Патриот»

4x4 Club
Зарегистрированы шесть новых случаев осложнений после трансплантации кала Зарегистрированы шесть новых случаев осложнений после трансплантации кала

Двое пациентов скончались, однако насколько это связано с процедурой

N+1
Что происходит с Полярной звездой Что происходит с Полярной звездой

Результаты измерений звезды массы разными методами существенно отличаются

Популярная механика
«Это настоящее безобразие». В ГИБДД требуют у водителей смартфоны «Это настоящее безобразие». В ГИБДД требуют у водителей смартфоны

Требование показать запущенное приложение каршеринга возмущает водителей

РБК
«Церковь не боится своей истории» «Церковь не боится своей истории»

Почему Ватикан решился досрочно рассекретить архивы

Огонёк
Темнота помогла самцам дрозофил забыть о неудачных ухаживаниях Темнота помогла самцам дрозофил забыть о неудачных ухаживаниях

Дрозофилы, которые два дня просидели без света, проявили интерес к спариванию

N+1
Открыть в приложении