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

Мужчины никому не интересны: ученые изучили аудиторию приложений для знакомств и пришли к неутешительным выводам Мужчины никому не интересны: ученые изучили аудиторию приложений для знакомств и пришли к неутешительным выводам

Почему в интернете мужчины получают меньше внимания, чем девушки?

Популярная механика
За первого встречного: Джоли, Робертс и другие звезды, поспешно вышедшие замуж За первого встречного: Джоли, Робертс и другие звезды, поспешно вышедшие замуж

Знаменитости порой совершают необдуманные поступки

Cosmopolitan
CAR-NK-терапия из донорских стволовых клеток помогла пациентке с системной склеродермией CAR-NK-терапия из донорских стволовых клеток помогла пациентке с системной склеродермией

Исследователи сообщили об успешном лечении тяжелой системной склеродермии

N+1
Александр Кушнер Александр Кушнер

Александр Кушнер — один из лучших лирических поэтов ХХ века

Собака.ru
Как стать лучшим мужчиной в постели девушки: секс-эксперт Трейси Кокс поделилась секретами Как стать лучшим мужчиной в постели девушки: секс-эксперт Трейси Кокс поделилась секретами

Что служит причиной неудовлетворенности женщины и как это исправить

Maxim
Конец астрономии: как интернет стал проблемой для ученых Конец астрономии: как интернет стал проблемой для ученых

Как известно, лишь две вещи наполняют душу бесконечным удивлением

Популярная механика
«Замедлим распространение этой хрени»: как и зачем российский бизнес переходит на удаленку «Замедлим распространение этой хрени»: как и зачем российский бизнес переходит на удаленку

Почему нельзя работать в пижаме и зачем включать видео при созвонах?

Forbes
С советской спецификой С советской спецификой

В СССР суды над военными преступниками стали проводить уже в 1943 году

Дилетант
Без дыма, без запаха Без дыма, без запаха

Нашей героине казалось, что бросить курить она сможет в любой момент

Здоровье
Почему не стоит копировать поступки миллиардеров? Андрей Мовчан о книгах богатейших людей мира Почему не стоит копировать поступки миллиардеров? Андрей Мовчан о книгах богатейших людей мира

Экономист Андрей Мовчан комментирует книги, написанные миллиардерами

Forbes
Что случится с твоим телом, если пить водку каждый вечер? 4 положительных эффекта Что случится с твоим телом, если пить водку каждый вечер? 4 положительных эффекта

Может ли употребление водки положительно сказаться на твоем здоровье?

Playboy
Аргановое масло для волос и лица — 9 способов использования масла арганы Аргановое масло для волос и лица — 9 способов использования масла арганы

Масло арганы улучшит структуру волос и увлажнит кожу лица

Cosmopolitan
Так, как хотела Так, как хотела

Лена Темникова — о принятии себя, ночных кошмарах и экспириенсе #безретуши

Glamour
Лед на Меркурии назвали частично местным Лед на Меркурии назвали частично местным

Она образуется под действием солнечного ветра и высокой температуры

N+1
Как устроен женский футбол в России и в мире Как устроен женский футбол в России и в мире

Разбираемся в главных проблемах женского футбола

GQ
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
Обвал, за который заплатят россияне: кто и зачем устроил мировой экономический кризис Обвал, за который заплатят россияне: кто и зачем устроил мировой экономический кризис

Выход России из соглашения ОПЕК+ принесет только негативные последствия

Forbes
Обзор смартфона Samsung Galaxy Note10 Lite: блокнот для народа Обзор смартфона Samsung Galaxy Note10 Lite: блокнот для народа

Почему Note10 Lite можно считать одним из лучших смартфонов Samsung

CHIP
Как превратить внезапные перемены в ресурс? Как превратить внезапные перемены в ресурс?

Можно ли приручить перемены, сделать их созидательными, а не разрушительными?

Psychologies
Глубокая тайна: что скрывается подо льдами Антарктиды Глубокая тайна: что скрывается подо льдами Антарктиды

Антарктида куда более сложная, чем может показаться на первый взгляд

Популярная механика
Почему некоторые женщины все время безответно влюбляются Почему некоторые женщины все время безответно влюбляются

Далеко не все, кто нам нравится, готовы ответить на наши чувства взаимностью

Psychologies
Несколько способов осадить критикана Несколько способов осадить критикана

С непрошеной критикой так или иначе сталкивается почти каждый из нас

Psychologies
То, что надо! То, что надо!

Opel Grandland X – новая достойная страница в истории старого доброго бренда

Playboy
Мировой рекорд по длине члена и другие интимные достижения человечества Мировой рекорд по длине члена и другие интимные достижения человечества

В эти рекорды человечества сложно поверить с первого раза

Playboy
В защищенном режиме В защищенном режиме

Новые технологии для решения экологических проблем Сахалинской области

РБК
«Москвичу» — 90 лет. Вспоминаем все культовые модели «Москвичу» — 90 лет. Вспоминаем все культовые модели

Cколько стоил советский седан и какие рекорды ставила марка, которой больше нет

РБК
Календарь Календарь

Календарь на все три месяца весны

Seasons of life
Как носить украшения, чтобы не выглядеть дамой из прошлого, — звездные секреты Как носить украшения, чтобы не выглядеть дамой из прошлого, — звездные секреты

Какие приемы подсмотреть у звезд, чтобы сделать свой образ эффектным

Cosmopolitan
Вредные советы для (не)творческих родителей Вредные советы для (не)творческих родителей

Кажется, современных детей начинают обучать еще в утробе матери

Psychologies
Средиземноморская диета — как составить меню и адаптировать его в России Средиземноморская диета — как составить меню и адаптировать его в России

В чем суть средиземноморской диеты и как к ней относятся диетологи

Cosmopolitan
Открыть в приложении