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 выжить, если вам угрожает медведь, акула или волк: порядок действий Как выжить, если вам угрожает медведь, акула или волк: порядок действий

Советы, которые могут спасти вам жизнь при встречи с диким животным

Популярная механика
Как псковитянин к 30 годам прошел путь от челнока до владельца модного бренда с выручкой в сотни миллионов рублей Как псковитянин к 30 годам прошел путь от челнока до владельца модного бренда с выручкой в сотни миллионов рублей

Основатель бренда одежды Gate 31 начинал с перепродажи брендовых вещей

Forbes
Революция в камне: как ученые разработали бетон, способный топить снег и лед Революция в камне: как ученые разработали бетон, способный топить снег и лед

Чудо инженерии, способное без источников питания топить лед и снег

Inc.
Одинаковы с лица Одинаковы с лица

Cпортбайки Suzuki GSX-R600 пользуются на вторичном рынке устойчивым спросом

Мото
Зачем суровые древнегерманские воины носили с собой маленькие ложечки Зачем суровые древнегерманские воины носили с собой маленькие ложечки

Странный артефакт, сопровождавший воинов Римской империи практически всю жизнь

ТехИнсайдер
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
Братья Электроники Братья Электроники

Владимир и Юрий Торсуевы – актёры, предприниматели и, конечно же, мотоциклисты

Мото
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
Миф о Настоящей Женщине: невыполнимые правила, которые нам навязывает общество Миф о Настоящей Женщине: невыполнимые правила, которые нам навязывает общество

Как не заблудиться во взаимоисключающих требованиях к Настоящей Женщине

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
10 секретов стройной фигуры, которые знают только врачи 10 секретов стройной фигуры, которые знают только врачи

Забудьте про жесткие диеты и необычные «звездные» системы питания

Cosmopolitan
«Жить больше ста лет человеку скучно» «Жить больше ста лет человеку скучно»

Профессор Сколтеха о горизонтах и чудесах биофизики

Огонёк
Журналист Ронен Бергман: Роль спецслужб в управлении Израилем сравнима с ролью КГБ в СССР Журналист Ронен Бергман: Роль спецслужб в управлении Израилем сравнима с ролью КГБ в СССР

Как журналист собирал информацию об одной из самых засекреченных организаций

СНОБ
Тренировка на одних фразах помогла нейросети распознать по активности мозга другие Тренировка на одних фразах помогла нейросети распознать по активности мозга другие

Алгоритм не просто запоминает предложения, но и находит закономерности

N+1
Восьмое марта: хватит желать нам женского счастья! Восьмое марта: хватит желать нам женского счастья!

Какие пожелания на Восьмое марта надоели женщинам?

Cosmopolitan
Братьям Гримм и не снилось Братьям Гримм и не снилось

Этот февраль немцы назвали черным

Огонёк
«Цены поднимутся на 10-15%»: как рынок электроники отреагирует на ослабление рубля «Цены поднимутся на 10-15%»: как рынок электроники отреагирует на ослабление рубля

Рынок электроники изменит ценники, если курс рубля продержится на текущем уровне

Forbes
Искусство притворства. Как подготовиться к рабочей онлайн-встрече на карантине Искусство притворства. Как подготовиться к рабочей онлайн-встрече на карантине

Почему к онлайн-встрече с коллегами лучше подготовиться и как это сделать

СНОБ
Не время для драмы: топ-10 сериалов, которые заставят ваше сердце таять Не время для драмы: топ-10 сериалов, которые заставят ваше сердце таять

Налейте чашку какао и насладитесь сериалами, согревающими душу

Cosmopolitan
Слоистые двойные гидроксиды выделили сероводород и монооксид азота Слоистые двойные гидроксиды выделили сероводород и монооксид азота

Синтез материалов для контролируемого выделения сероводорода

N+1
Корона и вирус Корона и вирус

Эпидемия, бунт и власть в императорской Москве 250 лет назад

Огонёк
Гулять, дышать, читать стихи Гулять, дышать, читать стихи

Три современных поэтов, близких нам по времени и пространству, чувствам и словам

Seasons of life
Обливаться вином, прыгать через младенцев: 6 удивительных европейских фестивалей Обливаться вином, прыгать через младенцев: 6 удивительных европейских фестивалей

Шесть оригинальных народных праздников

Forbes
Физики создали источник терагерцовых волн с рекордно широким спектром Физики создали источник терагерцовых волн с рекордно широким спектром

Новый источник терагерцового излучения превосходит аналоги на порядок

N+1
Что делать, если не работает тачпад на ноутбуке? Что делать, если не работает тачпад на ноутбуке?

Разбираемся в причинах поломки тачпада

CHIP
Львы, это свидание, а не соревнование: худшая твоя привычка на свидании Львы, это свидание, а не соревнование: худшая твоя привычка на свидании

В чем кроются ошибки каждого знака зодиака — рассказываем

Cosmopolitan
Разговор на чистоту Разговор на чистоту

Важные вопросы по очищению кожи лица

Yoga Journal

Отрывок из сборника коротких рассказов алкоголика, который решил выкарабкаться

Esquire
«Когда даже бабло бессильно»: как вернуть ценного сотрудника, которого не интересуют деньги «Когда даже бабло бессильно»: как вернуть ценного сотрудника, которого не интересуют деньги

Чем соблазнить специалиста, который не хочет ни денег, ни должности, ни задач?

Forbes
«Почините его!»: стоит ли вести ребенка к психологу, если вы сами не готовы меняться «Почините его!»: стоит ли вести ребенка к психологу, если вы сами не готовы меняться

Стоит ли идти к детскому психологу, если сами взрослые не готовы меняться

Psychologies
Открыть в приложении