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

Андроиды на страже порядка: какие должности занимают роботы на службе у разных государств Андроиды на страже порядка: какие должности занимают роботы на службе у разных государств

Роботы по всему миру помогают людям избавиться от рутинной работы

Популярная механика
Как бывший автогонщик и трейдер из России продал стартап лидеру мирового рынка Как бывший автогонщик и трейдер из России продал стартап лидеру мирового рынка

Сооснователь стартапа Busfor Илья Екушевский о том, зачем продавать дело жизни

Forbes
Почему слепые люди защищены от шизофрении? Вас поразят эти факты и результаты исследований! Почему слепые люди защищены от шизофрении? Вас поразят эти факты и результаты исследований!

Почему рожденные слепыми люди никогда не сталкиваются с шизофренией

ТехИнсайдер
От дирижабля до космоса От дирижабля до космоса

Живописный маршрут на чоппере длиной 11 000 км!

Мото
Что такое субъективная бессонница и как ее лечить Что такое субъективная бессонница и как ее лечить

Не спите всю ночь? А может быть, это только ощущение?

РБК
18 прозвищ автомобилей из СССР 18 прозвищ автомобилей из СССР

Едва ли не каждый из советский автомобилей удостаивался персонального прозвища

Maxim
Что за папка Windows.old, и зачем она нужна? Что за папка Windows.old, и зачем она нужна?

Эта папка может весить несколько гигабайт и занимать много места на диске

CHIP
Главные женщины последнего десятилетия по версии Time Главные женщины последнего десятилетия по версии Time

Журнал Time составил список самых влиятельных женщин

Forbes
Beauty Awards 2020 Beauty Awards 2020

«Домашний Очаг» в 9-й раз награждает лучшие бьюти-средства

Домашний Очаг
Хорошее время для экспериментов Хорошее время для экспериментов

В условиях изоляции на психику человека влияет комплекс факторов

N+1
Где искали любовь в Советском Союзе: секреты наших мам и бабушек Где искали любовь в Советском Союзе: секреты наших мам и бабушек

7 самых необычных мест, где советские граждане встречали свою любовь

Cosmopolitan
Дима Рыбин: про сексуальное воспитание детей в XXI веке и не только Дима Рыбин: про сексуальное воспитание детей в XXI веке и не только

«Смысл говорить, что порно – это жанр живописи, а секс – название сериала?»

Playboy
Кубиты будут работать при комнатной температуре Кубиты будут работать при комнатной температуре

Ученые нашли способ создать стабильные полупроводниковые кубиты

Популярная механика
Слайд-шоу Слайд-шоу

Новые разработки и прототипы

Популярная механика
Умная библиотека Умная библиотека

Правильное хранение книг, газет и журналов – как не утонуть в бумажном море?

Лиза
Ненаследуемые особенности строения мозга определили поведение дрозофил Ненаследуемые особенности строения мозга определили поведение дрозофил

Индивидуальность в поведении мух не зависит от генетических особенностей

N+1
Стало слишком сладко Стало слишком сладко

В России закрываются предприятия по производству сахара, не выдержав обвала цен

Эксперт
Обед с Портосом Обед с Портосом

Постные фрикадельки для жизнелюбов и гурманов

Огонёк
Для кого делали четырехфарные «Волги» Для кого делали четырехфарные «Волги»

Для КГБ? На экспорт? На самом деле нет…

Maxim
В защищенном режиме В защищенном режиме

Новые технологии для решения экологических проблем Сахалинской области

РБК
Вопреки всем бедам: как российские модные бренды преодолевают кризис Вопреки всем бедам: как российские модные бренды преодолевают кризис

СЕО российских брендов рассказывают, как справляются с проблемами

GQ
Они все страдают Они все страдают

Почему все так полюбили непонятные древние картинки со смешными подписями

Вокруг света
Cadillac XT6. Три ряда максимальных возможностей Cadillac XT6. Три ряда максимальных возможностей

Зачем Cadillac понадобился ХТ6, чем он отличается от следующего за ним Escalade?

4x4 Club
Увлёкся имиджем и не заметил, как ушёл в убыток: какие уроки усвоил автор сервиса красивых подписей на заказ Иван Кузин Увлёкся имиджем и не заметил, как ушёл в убыток: какие уроки усвоил автор сервиса красивых подписей на заказ Иван Кузин

Основатель Write Tight C увеличил месячную выручку до 1 млн рублей

VC.RU
Остановись! 9 привычек, которые заставляют тебя стареть Остановись! 9 привычек, которые заставляют тебя стареть

Старение остановить нельзя, но можно его замедлить

Cosmopolitan
Личная инициатива Личная инициатива

Любовь к себе – насколько она важна и опасна одновременно

Grazia
7 зарубежных стендап-комиков, которые покорили российских зрителей 7 зарубежных стендап-комиков, которые покорили российских зрителей

Юмор понятен каждому независимо от места рождения

РБК
Полезные фрукты, которые составят конкуренцию сладостям Полезные фрукты, которые составят конкуренцию сладостям

Представляем вам полный и честный обзор полезных свойств фруктов

Cosmopolitan
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
5 страхов, которые мешают нам просить помощи 5 страхов, которые мешают нам просить помощи

Когда приходится просить кого-то об услуге, многие смущаются

Psychologies
Открыть в приложении