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

USS Vermont: Ноев ковчег на военной службе USS Vermont: Ноев ковчег на военной службе

Если вы не верите в Ноя и его ковчег, то прямо сейчас поверьте

Популярная механика
Бактерии расщепили мономер полиуретана Бактерии расщепили мономер полиуретана

Ученые обнаружили бактерию рода Pseudomonas

N+1
В Хорватии нашли захоронение «вампира» В Хорватии нашли захоронение «вампира»

Чем отличаются девиантные захоронения «вампиров»?

N+1
Как Крис Хемсворт приводит себя в форму Как Крис Хемсворт приводит себя в форму

Вы можете тренироваться, как Крис и даже вместе с Крисом

GQ
Новое открытие в нейробиологии: ученые разобрались, как на самом деле работает память Новое открытие в нейробиологии: ученые разобрались, как на самом деле работает память

Какой процесс играет ключевую роль в том, как хранятся воспоминания?

Inc.
Бабушка-мыловар: серийная убийца, которая делала из жертв кексы и мыло Бабушка-мыловар: серийная убийца, которая делала из жертв кексы и мыло

Она верила, что жертвы защитят ее детей от проклятия

Cosmopolitan
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
Турбофотошоп: наши звезды, «убравшие» себе на фото 20 лет Турбофотошоп: наши звезды, «убравшие» себе на фото 20 лет

К каждым годом фотошоп становится все более заметен и агрессивен

Cosmopolitan
Драгоценное зернышко Драгоценное зернышко

Золотодобыча в современных условиях

Популярная механика
Чтобы костюмчик сидел! Чтобы костюмчик сидел!

Актриса Марьяна Спивак подбирает себе модный лук

OK!
Ошибки резидентов: почему Spar лихорадит в России Ошибки резидентов: почему Spar лихорадит в России

Spar так и не научился работать на российском рынке стабильно

Forbes
Что такое «психологический возраст» и надо ли взрослеть? Что такое «психологический возраст» и надо ли взрослеть?

Что такое психологический возраст, каким он бывает и от чего зависит

Psychologies
Названа настоящая форма гелиосферы: забудьте, чему вас учили в школе Названа настоящая форма гелиосферы: забудьте, чему вас учили в школе

Солнечный "барьер" нашей звездной системы выглядит не так, как мы представляли

Популярная механика
CRISPR отредактировал несколько генов одновременно CRISPR отредактировал несколько генов одновременно

При помощи гибрида двух нуклеаз Cas

N+1
«Ну просто копия Элвиса!»: внуки и правнуки звезд, унаследовавшие их черты «Ну просто копия Элвиса!»: внуки и правнуки звезд, унаследовавшие их черты

Некоторые дети позаимствовали черты от более дальних родственников

Cosmopolitan
Как правильно питаться, чтобы… высыпаться Как правильно питаться, чтобы… высыпаться

Восстанавливать силы помогает не только полноценный сон, но и правильное питание

Psychologies
8 самых неудачных автомобильных дуэтов в мире 8 самых неудачных автомобильных дуэтов в мире

Они такие разные, так почему же они вместе?

Maxim
Свежий взгляд на банкротство: как отказ исполнить решение лондонского арбитража создал опасный прецедент Свежий взгляд на банкротство: как отказ исполнить решение лондонского арбитража создал опасный прецедент

Арбитражную практику ждет принципиальный разворот

Forbes
Автомобиль года: час быка Автомобиль года: час быка

Лучший роскошный автомобиль года и ещё пять претендентов на место в вашем гараже

Robb Report
«Зло местами побеждает»: экс-кандидат в президенты Павел Грудинин о борьбе за свой бизнес «Зло местами побеждает»: экс-кандидат в президенты Павел Грудинин о борьбе за свой бизнес

Борьба за «Совхоз имени Ленина» переросла в полномасштабную войну в судах

Forbes
Новый знакомый Новый знакомый

Из шести кубиков Lego 2x4 можно собрать 915 млн различных комбинаций

Популярная механика
Села батарейка: как вернуть интерес к работе Села батарейка: как вернуть интерес к работе

Почему происходит эмоциональное выгорание и как с этим справиться

Psychologies
125 лет компании Skoda 125 лет компании Skoda

Разбираемся в запутанной истории Skoda

4x4 Club
Он вернул нам 90-е: кто такой Антон Лапенко, и почему все о нем говорят Он вернул нам 90-е: кто такой Антон Лапенко, и почему все о нем говорят

Как простому парню из многодетной семьи удается набирать миллионы просмотров

Cosmopolitan
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
Дуа Липа пришла, чтобы спасти человечество Дуа Липа пришла, чтобы спасти человечество

Рецензия на Future Nostalgia – альбом, с которым вы точно забудете о проблемах

GQ
Гибкая диета Гибкая диета

Основной принцип флекситарианской диеты – никаких жестких органичений

Лиза
Маленькие люди уходят вдаль Маленькие люди уходят вдаль

Рассказ писательницы Майи Кучерской

Grazia
Как перестать быть «наседкой» и научить ребенка выживанию Как перестать быть «наседкой» и научить ребенка выживанию

Как научить ребенка необходимым навыкам выживания в современном мире?

Psychologies
Субмарины США и СССР: самые лучшие проекты Субмарины США и СССР: самые лучшие проекты

Первоклассные проекты подводных лодок прошлого века

Популярная механика
Открыть в приложении