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

Продукты, снижающие и повышающие холестерин: правильное питание для сердца и сосудов Продукты, снижающие и повышающие холестерин: правильное питание для сердца и сосудов

Что именно нужно есть, а от чего лучше отказаться для здоровья сердца и сосудов

Популярная механика
Собачья работа Собачья работа

55 лет на экране несет службу пес из фильма «Ко мне, Мухтар!»

Лиза
Орхидея отрастила «палец» для самоопыления Орхидея отрастила «палец» для самоопыления

Как орхидея адаптировалась к нехватке опылителей в темном подлеске

N+1
7 фактов про самый красивый советский автомобиль — «Чайка» 7 фактов про самый красивый советский автомобиль — «Чайка»

Какая еще «Волга»? Бери выше!

Maxim
Открывая космос Открывая космос

Путеводитель женщины-астронавта по миру миссий, чудес и перемен в космосе

kiozk originals
Создано «невозможное» соединение металла и водорода Создано «невозможное» соединение металла и водорода

Ученые разработали новые сверхпроводники

Популярная механика
Оставили на съедение Оставили на съедение

Вы готовы бежать на край света за редким фруктом?

Grazia
Позвони мне, позвони. Почему триллер «Колл-центр» может стать главным российским сериалом года Позвони мне, позвони. Почему триллер «Колл-центр» может стать главным российским сериалом года

Почему сериал «Колл-центр» действительно стоит посмотреть

Forbes
«Это полностью изменит мир»: миллиардер Богуславский о том, как заработал $1 млрд на одной сделке, и грядущем перевороте в интернете «Это полностью изменит мир»: миллиардер Богуславский о том, как заработал $1 млрд на одной сделке, и грядущем перевороте в интернете

Леонид Богуславский: почему талантливые бизнесмены похожи на теннисистов

Forbes
История в машинах: чем запомнился 1991 год История в машинах: чем запомнился 1991 год

1991 год — августовский путч, распад автопрома и легендарная «Волга»

РБК
Сбитые с толку. Почему наши интуитивные представления о мире ошибочны Сбитые с толку. Почему наши интуитивные представления о мире ошибочны

Отрывок из новой книги Эндрю Штульмана

Forbes
Должны ли университеты зарабатывать? Концепция «тройной спирали» в российских реалиях Должны ли университеты зарабатывать? Концепция «тройной спирали» в российских реалиях

Университет 3.0 — триединство науки, образования и технологических инноваций

Forbes
Рабочая ошибка: 9 признаков одежды, которую никогда не стоит надевать в офис Рабочая ошибка: 9 признаков одежды, которую никогда не стоит надевать в офис

Начальство обычно всегда хорошо подмечает, кто во что одет

Cosmopolitan
В защиту торгашей и спекулянтов: воспринимают ли россияне бизнесменов как жуликов? В защиту торгашей и спекулянтов: воспринимают ли россияне бизнесменов как жуликов?

Вредно ли преобладание торговли в малом бизнесе?

Forbes
Михаил Айзенберг: Посмотри на муравьев Михаил Айзенберг: Посмотри на муравьев

Стихотворения из новой книги Михаила Айзенберга

СНОБ
Кетодиета: за и против Кетодиета: за и против

Насколько кетодиета уместна для тех, кто хочет сбросить вес?

Худеем правильно
Управление эмоциями: как взять злость и страх под контроль Управление эмоциями: как взять злость и страх под контроль

Когда мы боимся, нам нужно защищаться — и агрессия бьет ключом

Psychologies
«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
Первым делом самолёты Первым делом самолёты

Благодаря Пушкину мы знаем, что Breguet — это бренд с многовековой историей

Robb Report
7 документальных фильмов о моде, которые можно посмотреть онлайн 7 документальных фильмов о моде, которые можно посмотреть онлайн

От кроссовок Джеффа Голдблюма до фабрик в Бангладеш

GQ
Skoda Karoq. Невольная жертва волатильности Skoda Karoq. Невольная жертва волатильности

Skoda Karoq придется изрядно потолкаться, чтобы занять место на рынке

4x4 Club
Знай наших Знай наших

Героинями этого материала стали деловые женщины из самых разных областей

Grazia
Большая бухарская палатка Большая бухарская палатка

Палатка, подаренная императору Александру III эмиром Бухары Абдулахад-ханом

Дилетант
Командир панка Командир панка

Что главный панк русской музыки делал снаружи всех измерений

Esquire
Ученые предложили метод повышения эффективности солнечных батарей Ученые предложили метод повышения эффективности солнечных батарей

Метод, который позволит сделать солнечные батареи заметно более эффективными

Популярная механика
Даже не пытайтесь слушать новый альбом The Weeknd в плохом настроении Даже не пытайтесь слушать новый альбом The Weeknd в плохом настроении

Хейтеры скажут, что Абель Тесфайе написал альбом в честь Беллы Хадид

GQ
Ожидания и реальность: откуда берутся разочарования Ожидания и реальность: откуда берутся разочарования

Как осознать причины расхождения между задуманным и воплощенным?

РБК
Татьяна Афонина: Как и где найти сотрудника с горящими глазами и так ли он нужен вашему бизнесу Татьяна Афонина: Как и где найти сотрудника с горящими глазами и так ли он нужен вашему бизнесу

Все хотят сотрудников, которые будут приходить на работу с удовольствием

СНОБ
Молодо, ярко: 7 эффективных digital-проектов 2019 года Молодо, ярко: 7 эффективных digital-проектов 2019 года

Яркие примеры успешных решений в digital-среде

Forbes
Протототалитаризм: история первого тоталитарного государства Протототалитаризм: история первого тоталитарного государства

Отправим тебя в Древний Египет, чтобы ты уже сам сориентировался на местности

Maxim
Открыть в приложении