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
Вау-эффект Вау-эффект

Респектабельный, эксцентричный и одновременно гармоничный интерьер

SALON-Interior
«Алхимики» на БАК все-таки превратили свинец в золото, но получилось очень мало «Алхимики» на БАК все-таки превратили свинец в золото, но получилось очень мало

Мечта средневековых алхимиков сбылась: ученые трансмутировали свинец в золото

ТехИнсайдер
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
Сила воли: что мешает нам добиваться цели Сила воли: что мешает нам добиваться цели

Проблема отсутствия силы воли – в образе жизни, который ее ослабляет

Psychologies
Страшно-то как: звезды, которые умерли от опасных редких заболеваний Страшно-то как: звезды, которые умерли от опасных редких заболеваний

Вспомнили самые неожиданные диагнозы, которые привели к смерти знаменитостей

Cosmopolitan
Мужчина и мать его женщины: культурно-социологический анализ тёщи Мужчина и мать его женщины: культурно-социологический анализ тёщи

Эта женщина рано или поздно появляется в жизни любого мужчины

Maxim
Екатерина Гришина: Как в век мобильной связи соблюсти баланс работы и личной жизни. Советы для начальника и подчиненного Екатерина Гришина: Как в век мобильной связи соблюсти баланс работы и личной жизни. Советы для начальника и подчиненного

Проблема звонков и сообщений по производственным вопросам в нерабочее время

СНОБ
Худшие подарки на 8 марта: пожалуйста, не покупай их своей девушке Худшие подарки на 8 марта: пожалуйста, не покупай их своей девушке

Безликость подарка — признак безразличия

Playboy
«Будущее завит от принципиальности Павла Дурова»: что будет с криптовалютой Telegram после запрета в США «Будущее завит от принципиальности Павла Дурова»: что будет с криптовалютой Telegram после запрета в США

Команда Павла Дурова назвала «разочаровывающим» решение суда в Нью-Йорке

Forbes
15 правил воспитания, которые важно соблюдать родителям 15 правил воспитания, которые важно соблюдать родителям

Некоторые ошибки могут нанести сильный вред детской душе и безопасности

Psychologies
46 тонн ко дну: можно ли утопить танк Т-90 46 тонн ко дну: можно ли утопить танк Т-90

Танк Т-90 — штука серьезная, с высоким боевым потенциалом и надежностью

Популярная механика
8 марта здорового человека: как Google, Netflix и другие бренды отпраздновали «женский день» 8 марта здорового человека: как Google, Netflix и другие бренды отпраздновали «женский день»

Международный женский день — праздник, посвященный достижениям женщин

Forbes
Ваятель Павел Соколов Ваятель Павел Соколов

«Золотым веком» русской скульптуры принято называть эпоху классицизма

Наука и жизнь
Наша няня горько плачет Наша няня горько плачет

Рука, качающая колыбель, как известно, правит миром

Tatler
Эгоист со справкой. Что такое нарциссическое расстройство Эгоист со справкой. Что такое нарциссическое расстройство

«Думаешь только о себе! ­Эгоист! Нарцисс!»

Maxim
«Двадцатый век» – безумный канадский фильм с эякулирующими кактусами в духе Дэвида Линча «Двадцатый век» – безумный канадский фильм с эякулирующими кактусами в духе Дэвида Линча

«Двадцатый век» – странная и притягательная картина о восхождении к власти

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

Когда приходится просить кого-то об услуге, многие смущаются

Psychologies
Филлеры могут привести к пневмонии и бронхиту? Врач о рисках «уколов красоты» Филлеры могут привести к пневмонии и бронхиту? Врач о рисках «уколов красоты»

Если ты думаешь, что знаешь о филлерах все, то ты ошибаешься

Cosmopolitan
«Подушка безопасности — это не про малый бизнес»: почему небольшие проекты переносят пандемию тяжелее всех «Подушка безопасности — это не про малый бизнес»: почему небольшие проекты переносят пандемию тяжелее всех

Большинство энтузиастов, которые создают немассовый продукт, уйдут с рынка

Forbes
Список чтения на карантин: 10 книг, которые могут помочь пережить и осознать новые странные времена Список чтения на карантин: 10 книг, которые могут помочь пережить и осознать новые странные времена

Список актуальных и захватывающих внимание книг на самые разные темы

Esquire
Видеография: секреты съемки на беззеркальную камеру Видеография: секреты съемки на беззеркальную камеру

Хотите разнообразить свои страницы в соцсетях и пополнить архив семейного видео?

CHIP
Небоскребы в степи: зачем туристу ехать в столицу Казахстана Небоскребы в степи: зачем туристу ехать в столицу Казахстана

Нур-Султан пытаются превратить в новый Дубай

РБК
«Хьюстон, у нас проблема» «Хьюстон, у нас проблема»

Какие ужасы пришлось преодолеть экипажу «Аполлона-13», чтобы остаться в живых

Вокруг света
Как скрасить карантин: лучшие фильмы про эпидемии Как скрасить карантин: лучшие фильмы про эпидемии

Подборка фильмов с жуткими сюжетами про вирусы

Популярная механика
Не у станка: какой бизнес в России создают женщины Не у станка: какой бизнес в России создают женщины

Женщинам в России принадлежат порядка 30% компаний малого и среднего бизнеса

Forbes
15 фильмов про апокалипсис, которые стоит увидеть 15 фильмов про апокалипсис, которые стоит увидеть

Эта подборка фильмов и сериалов поможет посмотреть на Армагеддон под новым углом

GQ
Сергей Светлаков: «Я слишком избалован» Сергей Светлаков: «Я слишком избалован»

Сергей Светлаков о цензуре, спросе на искренность и комедийных сюжетах

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

Ученые разработали новые сверхпроводники

Популярная механика
Код независимости: как Лукашенко снижает зависимость Белоруссии от России через цифровую экономику Код независимости: как Лукашенко снижает зависимость Белоруссии от России через цифровую экономику

Александр Лукашенко пытается снизить влияние России на Белоруссию

Forbes
Открыть в приложении