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 защититься от комаров: что нужно знать, отправляясь на природу Как защититься от комаров: что нужно знать, отправляясь на природу

Почему одних комары почти не кусают, а другие не знают, куда от них спрятаться?

Популярная механика
Как не поддаться панике вокруг пандемии: пять советов психотерапевта Как не поддаться панике вокруг пандемии: пять советов психотерапевта

Несколько базовых способов сохранить душевное равновесие во время пандемии

Forbes
Риск инфаркта оказался меньше после шунтирования желудка по сравнению с рукавной пластикой Риск инфаркта оказался меньше после шунтирования желудка по сравнению с рукавной пластикой

Риск инфаркта миокарда ниже после шунтирования желудка, чем после гастропластики

N+1
Разбор полетов. Хозяин толстого кота Виктора о проблемах транспортировки домашних питомцев Разбор полетов. Хозяин толстого кота Виктора о проблемах транспортировки домашних питомцев

Как Михаил Галин решился на «подмену» кота

СНОБ
Иметь или быть? Иметь или быть?

Как современное общество стало материалистическим

kiozk originals
Танцуй со мной Танцуй со мной

Интервью с балериной–примой Екатериной Шипулиной и ее мамой Людмилой Шипулиной

Grazia
Как активно пользоваться обоими полушариями? Как активно пользоваться обоими полушариями?

Как развить свои способности и повысить эффективность мышления

Psychologies
Круче Джоли и Ди Каприо? Юные звезды, которые будут популярны в 2020 году Круче Джоли и Ди Каприо? Юные звезды, которые будут популярны в 2020 году

Кто из новоиспеченных звезд точно добьется высот в нынешнем году

Cosmopolitan
Будущее уже здесь Будущее уже здесь

Новые технологии входят в мир и открывают в нас неожиданные ресурсы

Psychologies
Какие уроки усвоил владелец закрывшейся мастерской по ремонту техники и почему теперь чинит iPhone на выезде Какие уроки усвоил владелец закрывшейся мастерской по ремонту техники и почему теперь чинит iPhone на выезде

Предприниматель рассказал об особенностях бизнеса по ремонту техники

VC.RU
Слишком старая. За что осуждают Мадонну Слишком старая. За что осуждают Мадонну

Отрывок из книги «Слишком толстая, слишком пошлая, слишком громкая»

СНОБ
Мама 17-ти детей, которая приручила время Мама 17-ти детей, которая приручила время

Как Валентина Красникова воспитывает детей и развивает популярный женский проект

Лиза
В осаде, но не в обиде: лучшие сериалы во времена пандемии В осаде, но не в обиде: лучшие сериалы во времена пандемии

Подборка сериалов, с которыми приятнее всего остаться дома

Forbes
Полки нового строя Полки нового строя

Продолжение рассказа про малоизвестные страницы русской истории

Популярная механика
5 полезных устройств, незаменимых при ремонте квартиры 5 полезных устройств, незаменимых при ремонте квартиры

Есть 5 устройств, без которых просто не обойтись во время ремонта

CHIP

Вспоминаем культовый фильм — и разбираемся, не обесценился ли он с 1990 года

Esquire
Лучшие ноутбуки для видеомонтажа 2020: делаем ролики на раз, два, три Лучшие ноутбуки для видеомонтажа 2020: делаем ролики на раз, два, три

Модели, которые с легкостью справится с процессом создания видеороликов

CHIP
Со скоростью Светы Со скоростью Светы

Светлана Ходченкова о женском соперничестве и дружбе с мужчинами

Cosmopolitan
Все, что вам нужно знать об операторе-постановщике Давиде Хайзникове Все, что вам нужно знать об операторе-постановщике Давиде Хайзникове

Давид Хайзников снял первый российский проект Apple об Эрмитаже

GQ
Как чебоксарец с друзьями создал самый дорогой образовательный стартап в России Как чебоксарец с друзьями создал самый дорогой образовательный стартап в России

Всего несколько лет назад офис Skyeng был в съемной квартире в Долгопрудном

Forbes
«У меня все слишком легко складывается» «У меня все слишком легко складывается»

Бывают ли на свете счастливые люди?

Psychologies
Возраст — не помеха: 8 звездных пар, которых не волнует разница в возрасте Возраст — не помеха: 8 звездных пар, которых не волнует разница в возрасте

Героев и героинь нашей подборки не смущает большая разница в возрасте

Cosmopolitan
Пропасть для среднего класса: что мы узнали из интервью Путина Пропасть для среднего класса: что мы узнали из интервью Путина

Почему за 20 лет страна так и не смогла победить бедность

Forbes
Кто твой номер один: нумерология расскажет тебе, с кем стоит встречаться Кто твой номер один: нумерология расскажет тебе, с кем стоит встречаться

Давай вычислим, кто ты на самом деле!

Cosmopolitan
Везение и труд Везение и труд

23‑летняя Аня Тейлор-Джой — одна из самых востребованных молодых актрис

Glamour
Вредные советы. Как владельцу сицилийского бара угодить своим клиентам Вредные советы. Как владельцу сицилийского бара угодить своим клиентам

Владелец пляжного бара ведет рассказ об особенностях национального бизнеса

Forbes
Как фирма однокурсника Путина стала крупнейшей юридической компанией России Как фирма однокурсника Путина стала крупнейшей юридической компанией России

Фирма «Егоров, Пугинский, Афанасьев и партнеры» была небольшим адвокатским бюро

Forbes
Полезные свойства имбиря для женщин и список противопоказаний Полезные свойства имбиря для женщин и список противопоказаний

Приверженцы правильного питания наградили имбирь статусом суперфуда

Cosmopolitan
Эксклюзив Cosmo: Джейн Биркин о стиле, сексуальности и творчестве Эксклюзив Cosmo: Джейн Биркин о стиле, сексуальности и творчестве

Интервью с Джейн Биркин – легендарной певицей, актрисой и фэшн-иконой

Cosmopolitan
Цветы зла: что нужно нарциссу Цветы зла: что нужно нарциссу

Отношения с нарциссом сначала напоминают сказку, а потом – драму и триллер

Cosmopolitan
Открыть в приложении