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

Накликали беду: как правильно применять AI в работе с небольшим количеством данных Накликали беду: как правильно применять AI в работе с небольшим количеством данных

Самые известные AI-модели, такие как GPT-3, обучены на гигантских датасетах

Популярная механика
Взаперти два года: чем закончился реальный эксперимент с изоляцией людей Взаперти два года: чем закончился реальный эксперимент с изоляцией людей

Некоторым из нас легко дается карантин, у других развивается клаустрофобия

Cosmopolitan
Материнская смертность у японских макак оказалась ниже человеческой Материнская смертность у японских макак оказалась ниже человеческой

Средний уровень материнской смертности у макак не превышает и процента

N+1
29 манипуляций, которые люди используют в переписке 29 манипуляций, которые люди используют в переписке

Как распознать типичные приемы «текстовых абьюзеров» и не вестись на их игры?

Psychologies
Что такое фототерапия: как принять и полюбить свою внешность Что такое фототерапия: как принять и полюбить свою внешность

Могут ли селфи помочь принять себя?

Psychologies
Космология через триллион лет: какой она будет Космология через триллион лет: какой она будет

Смогут ли ученые в установить, с чего началось наше мироздание

Популярная механика
ЗАЗ: самые необычные «Запорожцы» ЗАЗ: самые необычные «Запорожцы»

За время своего существования на ЗАЗе сделали ряд крайне интересных моделей

Популярная механика
Как изучают литературу в США и Великобритании Как изучают литературу в США и Великобритании

Эксперты онлайн-школы Skysmart о том, что и как читают школьники за рубежом

Psychologies
15 нелепых смертей (и шансы умереть так же) 15 нелепых смертей (и шансы умереть так же)

Что может быть хуже мучительной смерти?

Maxim
Женское дело Женское дело

В Петербурге пал последний оплот неравноправия и наступил гендерный баланс

Собака.ru
Вирус Зика уменьшил опухоль мозга у собак Вирус Зика уменьшил опухоль мозга у собак

Ученые провели испытания вируса Зика для лечения злокачественных опухолей

N+1
Премьер и нищета: как Михаил Мишустин будет бороться с бедностью Премьер и нищета: как Михаил Мишустин будет бороться с бедностью

Стагнирующие располагаемые доходы населения становятся политической проблемой

Forbes
5 страхов, которые мешают нам просить помощи 5 страхов, которые мешают нам просить помощи

Когда приходится просить кого-то об услуге, многие смущаются

Psychologies
Температурный рекорд Температурный рекорд

Как правильно снижать высокую температуру и какие методы лучше не использовать?

Лиза
Физики создали источник терагерцовых волн с рекордно широким спектром Физики создали источник терагерцовых волн с рекордно широким спектром

Новый источник терагерцового излучения превосходит аналоги на порядок

N+1
Инвалидная коляска вышибает дверь Инвалидная коляска вышибает дверь

Как айтишник в розовых очках придумал инклюзивный мультсериал

Русский репортер
«Врешь ты всё!» «Врешь ты всё!»

Российская компания F2FGroup разработала технологию распознавания лжи

Эксперт
«Дети наглеют не сами по себе». Дима Зицер об ответственности за оскорбление учителей «Дети наглеют не сами по себе». Дима Зицер об ответственности за оскорбление учителей

Профсоюз учителей предлагает ввести штрафы за оскорбление педагогов

СНОБ
Ностальгия по Мадонне Ностальгия по Мадонне

Отправляемся тосканским маршрутом Андрея Тарковского и Тонино Гуэрры

Seasons of life
Остановись! 9 привычек, которые заставляют тебя стареть Остановись! 9 привычек, которые заставляют тебя стареть

Старение остановить нельзя, но можно его замедлить

Cosmopolitan
8 вариантов лени и как ее победить в каждом случае 8 вариантов лени и как ее победить в каждом случае

Эта статья поможет выявить твой тип лени и избавиться от него

Maxim
Выбор неопытного самца после развода увеличил потомство самок голубых сорок Выбор неопытного самца после развода увеличил потомство самок голубых сорок

Опытным самкам лучше образовывать пары с неопытными самцами

N+1
125 лет компании Skoda 125 лет компании Skoda

Разбираемся в запутанной истории Skoda

4x4 Club
Джессика Альба и еще 6 актрис, которые предпочли съемкам семью Джессика Альба и еще 6 актрис, которые предпочли съемкам семью

Некоторые артисты решают поменять свою жизнь, несмотря на амбиции

РБК
Особое внимание Особое внимание

Он следит за каждым твоим шагом, хочет знать о тебе всё...

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
BMW X5 Diamond. Не такой, как у всех BMW X5 Diamond. Не такой, как у всех

BMW X5 Diamond – эксклюзивный, мощный и статусный автомобиль

4x4 Club
Что общего у космонавтов и видеоблогеров Что общего у космонавтов и видеоблогеров

Как разговаривать с ребенком, который мечтает о модной профессии

СНОБ
Кофейные зерна и апельсиновые корки: из чего модные бренды создают одежду Кофейные зерна и апельсиновые корки: из чего модные бренды создают одежду

Как бренды используют сок каучука, апельсиновый жмых и кофейные зерна

GQ
У каких продуктов самый большой срок годности? У каких продуктов самый большой срок годности?

Эти продукты точно можно закупать впрок

Cosmopolitan
Открыть в приложении