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

С днем рождения, English: забавные истории о том, как английский язык пришел в Россию С днем рождения, English: забавные истории о том, как английский язык пришел в Россию

Как в СССР учили будущих разведчиков и чем славится «метод Чуковского»

Популярная механика
Большой Санитарный брат следит за тобой. Как люди поступаются своими правами в обмен на здоровье Большой Санитарный брат следит за тобой. Как люди поступаются своими правами в обмен на здоровье

Представления о правах, свободах и возможностях отправлены на долгое хранение

СНОБ
4 способа улучшить сон с помощью спорта 4 способа улучшить сон с помощью спорта

Методы, которые существенно помогают при различных аспектах нарушений сна

ТехИнсайдер
Главный инфлюенсер мира: как ВОЗ за три дня обошла самого популярного «тиктокера» Главный инфлюенсер мира: как ВОЗ за три дня обошла самого популярного «тиктокера»

Звезды и спортсмены делятся видео, на которых моют руки в течение 20 секунд

Forbes
Первая минута Первая минута

Как заставить начало разговора работать на результат

kiozk originals
Как и с чем носить свитер оверсайз: 6 модных вариантов Как и с чем носить свитер оверсайз: 6 модных вариантов

Руководство по стилизации свитера оверсайз

Cosmopolitan
Мойра Морта мертва Мойра Морта мертва

Рассказ Линор Горалик «Мойра Морта мертва»

Esquire
125 лет компании Skoda 125 лет компании Skoda

Разбираемся в запутанной истории Skoda

4x4 Club
Как выбрать самый точный термометр и правильно измерять температуру? Как выбрать самый точный термометр и правильно измерять температуру?

При недомогании нужно измерить температуру, но каким градусником?

Cosmopolitan
Разыгрались ни на шутку: как женщины изменили театр Разыгрались ни на шутку: как женщины изменили театр

Как изменилась судьба женщины в мировом и российском театре

Forbes
Нарушители, которым не приходят штрафы: в ГИБДД придумали наказание Нарушители, которым не приходят штрафы: в ГИБДД придумали наказание

Власти разработали новые способы по борьбе с иностранными водителями

РБК
В поисках идеального равновесия В поисках идеального равновесия

Как найти баланс в отношениях с любимым человеком?

Yoga Journal
Стиль обеспеченной девушки: приемы в одежде, которые выдают богачку Стиль обеспеченной девушки: приемы в одежде, которые выдают богачку

Для того, чтобы выглядеть дорого, не обязательно тратить баснословные деньги

Cosmopolitan
Первый в тундре Первый в тундре

Российский зонд попробует на вкус лунную вечную мерзлоту

N+1
«Мы уже шагнули в новую цифровую реальность» «Мы уже шагнули в новую цифровую реальность»

Интервью с председателем правления банка «Новый век» Вадимом Мартыновым

Forbes
«Хорошие туфли нельзя носить каждый день». Советы по уходу за дорогой обувью от парижского мастера «Хорошие туфли нельзя носить каждый день». Советы по уходу за дорогой обувью от парижского мастера

Мастер обувного дела Мишель Рабаллан

Forbes
Как сообщить об увольнении начальнику: 8 советов, чтобы сделать это правильно Как сообщить об увольнении начальнику: 8 советов, чтобы сделать это правильно

Увы, уйти с работы молча не получится

Playboy
«Завидую людям, которые ходят на работу». Как переживают карантин за границей​​​​​​​ «Завидую людям, которые ходят на работу». Как переживают карантин за границей​​​​​​​

Какие сложности претерпевают жители других стран во время карантина

РБК
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
Быль об Эболе Быль об Эболе

Как протекала Эбола, и почему миру тогда крупно повезло

Maxim
Стая товарищей Стая товарищей

Рассказ Елены Первушиной

Наука и жизнь
Сколько стоят «путинские каникулы» Сколько стоят «путинские каникулы»

«Путинские каникулы» замедлят экономический рост в 2020 году

Forbes
Запретов нет: личный опыт освоения средиземноморской диеты Запретов нет: личный опыт освоения средиземноморской диеты

Большинство диет предполагает ограничения в питании

Cosmopolitan
«Моя мама мечтала о внуке, а я родила трех дочерей» «Моя мама мечтала о внуке, а я родила трех дочерей»

Евгения Мелингер наладила отношения с матерью и вернула бабушку дочерям

Psychologies
Для чего нужен атлетический пояс и как его выбрать — отвечают фитнес-тренеры Для чего нужен атлетический пояс и как его выбрать — отвечают фитнес-тренеры

Рассказываем, для чего нужен атлетический пояс и как его выбрать

Cosmopolitan
Отличить кролика от шиншиллы Отличить кролика от шиншиллы

Научное товароведение как дисциплина

Наука и жизнь
«Счастье — это когда ты просыпаешься, а рядом человек, которому ты будешь нужен всю жизнь»: подростки отвечают на недетские вопросы о любви, дружбе и счастье «Счастье — это когда ты просыпаешься, а рядом человек, которому ты будешь нужен всю жизнь»: подростки отвечают на недетские вопросы о любви, дружбе и счастье

Как не терять уверенности в себе несмотря ни на что

Esquire
Лучший враг человека. 9 неприятных историй, связанных с милыми собаками Лучший враг человека. 9 неприятных историй, связанных с милыми собаками

Собака — это существо, которое может доставить массу проблем окружающим

Maxim
Выращивать растения дома и продавать в интернете: сколько можно заработать и с какими трудностями предстоит столкнуться Выращивать растения дома и продавать в интернете: сколько можно заработать и с какими трудностями предстоит столкнуться

Владельцы небольших магазинов о том, сколько можно заработать на растениях

VC.RU
Модная надежда Модная надежда

В чем различие между любовью к одежде и к моде в целом

Grazia
Открыть в приложении