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 возводят дымовые трубы Как возводят дымовые трубы

Какие мысли возникают у нас при виде дымовых труб, выпускающих в небо облака?

Популярная механика
16 или 36? Звездные девочки, которые выглядят слишком взрослыми 16 или 36? Звездные девочки, которые выглядят слишком взрослыми

Эти девочки едва ли достигли совершеннолетия, а выглядят как звезды со стажем

Cosmopolitan
1647-летний можжевельник из Финляндии назвали старейшим древесным растением тундры и Европы 1647-летний можжевельник из Финляндии назвали старейшим древесным растением тундры и Европы

Старейший можжевельник из Финляндии рос с 260 по 1906 год

N+1
10 продуктов, которые помогут похудеть не хуже тренировок 10 продуктов, которые помогут похудеть не хуже тренировок

Чтобы похудеть, надо много есть - но только правильные продукты

Cosmopolitan
Топ-5 самых неочевидных способов обмана при продаже авто Топ-5 самых неочевидных способов обмана при продаже авто

На что стоит обращать внимание неопытным водителям при покупке авто?

Maxim
Директор по продажам Fairline Russia — о гейм-чейнджерах и планах на год Директор по продажам Fairline Russia — о гейм-чейнджерах и планах на год

Интервью с директором по продажам Fairline Russia Константином Прибытковым

РБК
Правила жизни Эдуарда Лимонова Правила жизни Эдуарда Лимонова

Правила жизни писателя и политика Эдуарда Лимонова

Esquire
Мукой обсыпались? Звезды, которых подвела пудра и вспышка — фото вблизи Мукой обсыпались? Звезды, которых подвела пудра и вспышка — фото вблизи

Вспышка фотокамер может сыграть с твоим макияжем злую шутку

Cosmopolitan
«Москвичу» — 90 лет. Вспоминаем все культовые модели «Москвичу» — 90 лет. Вспоминаем все культовые модели

Cколько стоил советский седан и какие рекорды ставила марка, которой больше нет

РБК
На внешкольном положении На внешкольном положении

В Москве и других крупных городах закрыты школы, колледжи и вузы

Огонёк
Stratolaunch представила гиперзвуковые планеры и многоразовый космоплан Stratolaunch представила гиперзвуковые планеры и многоразовый космоплан

Компания планировала запускать спутники на орбиту, но сменила курс развития

N+1
Ученые нашли два новых вида пилоносых акул Ученые нашли два новых вида пилоносых акул

Пилоносые акулы находятся под угрозой из-за рыбного промысла

N+1
Обыкновенные вампиры подружились по-человечески Обыкновенные вампиры подружились по-человечески

Начали с простого и малозатратного знакомства, а потом перешли к делению едой

N+1
Умная библиотека Умная библиотека

Правильное хранение книг, газет и журналов – как не утонуть в бумажном море?

Лиза
Охотники за подделками Охотники за подделками

Как люкс использует новейшие технологии и ракушки против контрафактной продукции

Robb Report
Как приучить себя к полезному и избавиться от вредного: 5 простых советов Как приучить себя к полезному и избавиться от вредного: 5 простых советов

Привычки — как полезные, так и вредные — формируются по определенной схеме

Psychologies
Достаточно ли хороши «достаточно хорошие» отношения? Достаточно ли хороши «достаточно хорошие» отношения?

Какого спутника жизни считать подходящим и какой выбор будет удовлетворительным?

Psychologies
Создано «невозможное» соединение металла и водорода Создано «невозможное» соединение металла и водорода

Ученые разработали новые сверхпроводники

Популярная механика
Как оценить качество вина по его цвету Как оценить качество вина по его цвету

Это намного легче, чем по вкусу и аромату, но не менее эффективно.

Maxim
Лед на Меркурии назвали частично местным Лед на Меркурии назвали частично местным

Она образуется под действием солнечного ветра и высокой температуры

N+1
Схема нового налога и законы о кредитах для бизнеса: Путин раздал поручения по мерам из своего обращения Схема нового налога и законы о кредитах для бизнеса: Путин раздал поручения по мерам из своего обращения

Путин раздал чиновникам поручения, связанные с мерами помощи бизнесу

Forbes
У самок млекопитающих не нашли склонности стареть медленнее самцов У самок млекопитающих не нашли склонности стареть медленнее самцов

Ученые объединили популяционные данные по старению сотни видов

N+1
Зона комфорта Зона комфорта

Конфликт поколений: как всем ужиться под одной крышей

Лиза
Давайте соединим культовые автомобили XX века с передовыми технологиями наших дней Давайте соединим культовые автомобили XX века с передовыми технологиями наших дней

Четыре примера олдаймеров с электромоторами

GQ
8 неожиданных фактов о самом рогатом виде транспорта 8 неожиданных фактов о самом рогатом виде транспорта

Троллейбусы не те, чем кажутся…

Maxim
Самые полезные и самые вредные продукты — знай врагов и друзей в лицо Самые полезные и самые вредные продукты — знай врагов и друзей в лицо

Почему одни продукты лучше выбросить, а другие — включить в ежедневный рацион

Cosmopolitan
Насколько счастливо жили самые известные продавцы счастья — от Дейла Карнеги до Рональда Хаббарда Насколько счастливо жили самые известные продавцы счастья — от Дейла Карнеги до Рональда Хаббарда

Какой была жизнь у продавцов счастья?

Maxim
Эффект Пляйна Эффект Пляйна

Баварец Филипп Пляйн считает себя мечтателем, а не дизайнером

Robb Report
Ключ к счастью — в квантовой физике? Ключ к счастью — в квантовой физике?

Не секрет, что мы до сих пор многого не знаем о работе мозга

Psychologies
По вашим заявкам: 12 отличных книг о вирусах, эпидемии и апокалипсисе По вашим заявкам: 12 отличных книг о вирусах, эпидемии и апокалипсисе

Самые интересные фантастические произведения за последние 130 лет

Esquire
Открыть в приложении