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

Прыжки на батуте: упражнения, которые помогут подготовиться к лету Прыжки на батуте: упражнения, которые помогут подготовиться к лету

Фитнес-тренер Hasttings Александр Хмель расскажет о 5 упражнениях на батутах

Популярная механика
Итоги Берлинале: за что получили призы фильмы-триумфаторы Итоги Берлинале: за что получили призы фильмы-триумфаторы

Кинокритик Егор Москвитин рассказывает о победителях и других героях киносмотра

Esquire
Вселенная, возможно, вращается, но очень медленно Вселенная, возможно, вращается, но очень медленно

Как открытие вращения Вселенной может решить загадку «напряжения Хаббла»

ТехИнсайдер
Алиса Горшенина Алиса Горшенина

Алиса Горшенина посылает капсулу прошлого и рентген настоящего в будущее

Собака.ru
Новое исследование: мат улучшает спортивные результаты Новое исследование: мат улучшает спортивные результаты

Как «матюки» во время физических нагрузок помогают превзойти свои возможности

Maxim
У нарушителей режима отхода ко сну обнаружили учащенное сердцебиение У нарушителей режима отхода ко сну обнаружили учащенное сердцебиение

Это может повысить риск сердечно-сосудистых заболеваний

N+1
#LOVEIS… #LOVEIS…

Любовь бывает разная: братская, родительская или супружеская

Grazia
Имбирь. Зри в корень! Имбирь. Зри в корень!

В старину верили, что этот корень способен побороть даже чуму

Здоровье
Ася Волошина Ася Волошина

Ася Волошина раздвигает рамки профессии

Собака.ru
Cadillac XT6. Три ряда максимальных возможностей Cadillac XT6. Три ряда максимальных возможностей

Зачем Cadillac понадобился ХТ6, чем он отличается от следующего за ним Escalade?

4x4 Club
Семьи звезд, где зависимость от алкоголя и наркотиков передается по наследству Семьи звезд, где зависимость от алкоголя и наркотиков передается по наследству

Вспомнили звезд, которые также пошли по стопам своих непутевых родителей

Cosmopolitan
Красим без вреда: что должен сделать мастер, чтобы не сжечь волосы Красим без вреда: что должен сделать мастер, чтобы не сжечь волосы

Колористы рассказывают о тонах, оксидах и прочих тонкостях окрашивания волос

Cosmopolitan
Елизавета Зарубина: образцовая шпионка, не знавшая провалов Елизавета Зарубина: образцовая шпионка, не знавшая провалов

Разведка — женское дело

Cosmopolitan
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
Автомобили Aurus: что на самом деле происходит с брендом Автомобили Aurus: что на самом деле происходит с брендом

Серийного производства машин Aurus придется подождать

РБК
Как вице-президент Mattel сделала из кукол Barbie борцов за права женщин Как вице-президент Mattel сделала из кукол Barbie борцов за права женщин

Куклы Barbie вносят вклад в расширение прав и возможностей девочек

Forbes
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
7 блюд из гречки: что делать со скупленной крупой 7 блюд из гречки: что делать со скупленной крупой

Семь разнообразных блюд, которые сделают из тебя гуру гречки

Cosmopolitan
Как не разориться в кризис: советы финансового консультанта Как не разориться в кризис: советы финансового консультанта

Как грамотно распределить расходы и сохранить уверенность в завтрашнем дне

Популярная механика
На грани яви и сна: 10 жутких фактов о сонном параличе На грани яви и сна: 10 жутких фактов о сонном параличе

Если ты хоть раз переживала «сонный паралич», ты больше никогда его не забудешь

Cosmopolitan
40 забавных твитов о жизни в браке 40 забавных твитов о жизни в браке

Залог прочного брака отчасти в том, чтобы смотреть на эти самые моменты с юмором

Psychologies
Не похожий Не похожий

Главные события в жизни Рами Малека укладываются в какие-то пару лет

Glamour
Новая Альбина Новая Альбина

Альбина Джанабаева впервые снялась для «Домашнего Очага» и рассказала о себе

Домашний Очаг
Самые красивые дочери знаменитостей: Кайя Гербер, Инга Меладзе и другие Самые красивые дочери знаменитостей: Кайя Гербер, Инга Меладзе и другие

Показываем, какими выросли дочери российских и голливудских знаменитостей

Cosmopolitan
За что ты платишь? За что ты платишь?

Расшифровываем платежку ЖКХ: суммы, тарифы, расчеты, непонятные аббревиатуры

Лиза
На чем ездили девушки года журнала Playboy На чем ездили девушки года журнала Playboy

Очень крутые тачки

Maxim
7 слабых точек миллениалов 7 слабых точек миллениалов

Миллениалы менее здоровы, чем предыдущие поколения того же возраста

Здоровье
Наркотики и перестрелки: от чего так рано умерли Lil Peep, Тупак и другие рэперы Наркотики и перестрелки: от чего так рано умерли Lil Peep, Тупак и другие рэперы

Собрали истории рэперов, которые покинули этот мир слишком рано

Cosmopolitan
14 лучших эпизодов документального сериала «Секунды до катастрофы» 14 лучших эпизодов документального сериала «Секунды до катастрофы»

Крайне зажигательный документальный сериал «Секунды до катастрофы»

Maxim
#пронауку: почему мы теряем время и ничего не успеваем #пронауку: почему мы теряем время и ничего не успеваем

Почему при наличии лишних ресурсов эффективность снижается и как этого избежать

РБК
Открыть в приложении