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

Чистота в доме: 10 способов сократить количество пыли, которые многие игнорируют Чистота в доме: 10 способов сократить количество пыли, которые многие игнорируют

Вы регулярно убираете, а пыль все равно лежит слоями?

Популярная механика
История другой эпидемии: отрывок из книги Ричарда Престона «Эпидемия. Настоящая и страшная история распространения вируса Эбола» История другой эпидемии: отрывок из книги Ричарда Престона «Эпидемия. Настоящая и страшная история распространения вируса Эбола»

Фрагмент первой главы книги Ричарда Престона о вирусе Эбола

Esquire
Когда 70 тысяч лет назад люди покинули Африку, они на 20 тысяч лет остановились на Иранском нагорье Когда 70 тысяч лет назад люди покинули Африку, они на 20 тысяч лет остановились на Иранском нагорье

Одним из важнейших центров расселения Homo sapiens стало Иранское нагорье

ТехИнсайдер
Под электрическими облаками Под электрическими облаками

Мы собрали команду мечты чтобы снарядить (и нарядить!) Аглаю Тарасову в будущее!

Собака.ru
Новая эстетика: как рестораторы возрождают пивную культуру в Москве Новая эстетика: как рестораторы возрождают пивную культуру в Москве

Почему пиво и вино не конкуренты и в чем сложность открытия в Дубае

Forbes
Конец света: почему ксенон вымирает, а галогенки будут жить вечно Конец света: почему ксенон вымирает, а галогенки будут жить вечно

Вместе с самими автомобилями эволюционируют их комплектующие

Популярная механика
Хранители Хранители

Квартира в Санкт-Петербурге по дизайну Елены Горенштейн

AD
«Я пообещал себе жить честно» «Я пообещал себе жить честно»

Марк Богатырёв о новой жизни и о том, почему не хочет быть хорошим для всех

OK!
Возмездие через годы Возмездие через годы

Самая успешная операция по ликвидации нацистов за всю историю «Моссада»

Дилетант
Не по-королевски! Чем детство Арчи Виндзора будет отличаться от детства Джорджа Не по-королевски! Чем детство Арчи Виндзора будет отличаться от детства Джорджа

Для детей королевской семьи предусмотрены особые правила и указания

Cosmopolitan
Москвич, американец, кот. Истории бездомных и малоимущих Москвич, американец, кот. Истории бездомных и малоимущих

Истории тех, кто оказался на улице или без средств к существованию

СНОБ
В Эрмитаж приняли на работу искусственный интеллект В Эрмитаж приняли на работу искусственный интеллект

Эрмитаж и компания КРОК запустили для работы в музее виртуального помощника

Популярная механика
Ричард Престон: Эпидемия. Отрывок из книги Ричард Престон: Эпидемия. Отрывок из книги

Автор рассказывает, что пережили люди, изучающие вирус Эбола

СНОБ
Играет в защите Играет в защите

Обсуждаем важные вопросы фем-повестки с Элизабет Мосс

Grazia
«У меня были шрамы на пальцах»: как звезды сражались с булимией и победили «У меня были шрамы на пальцах»: как звезды сражались с булимией и победили

Многим знаменитостям приходилось переживать не лучшие времена

Cosmopolitan
Милоша узнаю по походке Милоша узнаю по походке

Милош Бикович – о том, в каких случаях искусство может оказаться важнее политики

Esquire
«Вкусные» запахи «Вкусные» запахи

Существует ли связь между ароматом духов и нашими предпочтениями в еде

Здоровье
Унижение как жанр: прожарка и roast-баттлы в России — что смотреть Унижение как жанр: прожарка и roast-баттлы в России — что смотреть

Прожарка и roast-баттл: даже не нужно извиняться на камеру!

Maxim
Вирус возбуждает промышленность Вирус возбуждает промышленность

Борьба с эпидемией выведет отечественных производителей на новые уровни продаж

Эксперт
Острый глаз: нужны ли очки для вождения ночью Острый глаз: нужны ли очки для вождения ночью

Какие очки выбрать для ночных поездок за рулём?

Популярная механика
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
Как перейти на удаленную работу и не сойти с ума: инструкция Как перейти на удаленную работу и не сойти с ума: инструкция

Как организовать рабочий процесс дома и сделать его эффективным

РБК
Окно возможностей. Каковы шансы российского газа на мировом рынке Окно возможностей. Каковы шансы российского газа на мировом рынке

У российских экспортеров газа есть возможность увеличить долю на мировом рынке

Forbes
Луч надежды Луч надежды

Как создается российское медоборудование для диагностики и лечения заболеваний

Популярная механика
Давайте жить дружно! Давайте жить дружно!

Нам ежедневно приходится общаться со множеством людей

Здоровье
«Душа моя утомлена. Скучно»: Пушкин, Чехов, Гоголь и другие русские классики — о карантине «Душа моя утомлена. Скучно»: Пушкин, Чехов, Гоголь и другие русские классики — о карантине

Письма классиков — пример, как проводить карантин не без некоторого удовольствия

Esquire
Как перестать кричать на детей и добиваться желаемого по-другому Как перестать кричать на детей и добиваться желаемого по-другому

Телесные наказания неэффективны и вредят детям — это известно большинству из нас

Psychologies
Лидер говорит: как заставить людей услышать вас Лидер говорит: как заставить людей услышать вас

Можно ли этому научиться быть лидером?

Psychologies
На зарядку! На зарядку!

Как правильно выбрать пауэрбанк для гаджетов

Лиза
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
Открыть в приложении