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

Космические нейтрино рождаются квазарами Космические нейтрино рождаются квазарами

Нейтрино рождаются вблизи черных дыр в далеких активных галактиках

Популярная механика
5 продуктов, которые обладают антисептическими свойствами 5 продуктов, которые обладают антисептическими свойствами

А ты знала, что существуют природные антисептики?

Cosmopolitan
Разложение воды под действием ионизирующего излучения накормило морские бактерии Разложение воды под действием ионизирующего излучения накормило морские бактерии

Бактерии используют молекулярный водород как еду

N+1
Жили бы ли? Жили бы ли?

История не терпит не только условного, но и повелительного наклонения

GQ
Игры, в которые играют люди Игры, в которые играют люди

Психология человеческих взаимоотношений

kiozk originals
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
Вредные советы для (не)творческих родителей Вредные советы для (не)творческих родителей

Кажется, современных детей начинают обучать еще в утробе матери

Psychologies
Вкус Канады из-под Пензы: история кленоварни из села, которая продаёт тонны сиропа по всей России Вкус Канады из-под Пензы: история кленоварни из села, которая продаёт тонны сиропа по всей России

Кооператив поставляет кленовый сироп «Вкусвиллу», «Кофемании» и другим сетям

VC.RU
Пациентов возвращают в госклиники Пациентов возвращают в госклиники

Крупнейшие участники рынка частной медицины объединились в ассоциацию

Эксперт
70 лет полной изоляции: история затворницы, прожившей в тайге всю жизнь 70 лет полной изоляции: история затворницы, прожившей в тайге всю жизнь

Агафья Лыкова — старообрядка, одна живущая в глухой сибирской тайге

Cosmopolitan
Искусство притворства. Как подготовиться к рабочей онлайн-встрече на карантине Искусство притворства. Как подготовиться к рабочей онлайн-встрече на карантине

Почему к онлайн-встрече с коллегами лучше подготовиться и как это сделать

СНОБ
Байки из гаража: как инженеры Porsche хотели «Москвич» улучшить Байки из гаража: как инженеры Porsche хотели «Москвич» улучшить

Гениальная идея усовершенствовать массовый советский автомобиль

Maxim
Обнуленный президент: что мы теперь знаем о планах Путина после 2024 года Обнуленный президент: что мы теперь знаем о планах Путина после 2024 года

По плану нижняя палата парламента должна была рассмотреть поправки в конституцию

Forbes
Сытная гамма Сытная гамма

О паре продуктов, которые не только насытят, но и распахнут горизонты творчества

Огонёк
ЗАЗ: самые необычные «Запорожцы» ЗАЗ: самые необычные «Запорожцы»

За время своего существования на ЗАЗе сделали ряд крайне интересных моделей

Популярная механика
Болотный валлаби: животное, которое всегда беременно Болотный валлаби: животное, которое всегда беременно

Самки болотных валлаби оказались способны зачать незадолго до родов

National Geographic
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
В России стало меньше машин, пробок и аварий. Что дальше? В России стало меньше машин, пробок и аварий. Что дальше?

На дорогах стало свободнее после перехода многих компаний на удаленный режим

РБК
Ручная работа, искусство и экологичность: за что мы любим бренд Vatnique Ручная работа, искусство и экологичность: за что мы любим бренд Vatnique

Молодой бренд из Питера, который делает только куртки

GQ
В митохондриях голого землекопа нашли проявление «программы антистарения» В митохондриях голого землекопа нашли проявление «программы антистарения»

Механизм, который защищает голого землекопа от окислительного стресса

N+1
Дисней, Миядзаки, Петров и еще 5 мультипликаторов-революционеров Дисней, Миядзаки, Петров и еще 5 мультипликаторов-революционеров

Художники-аниматоры — настоящие экспериментаторы и творцы

РБК
Как три американки создали первый в мире спортивный бюстгальтер Как три американки создали первый в мире спортивный бюстгальтер

Лизу Линдал нельзя было назвать настоящей спортсменкой

Forbes
Чтобы костюмчик сидел! Чтобы костюмчик сидел!

Актриса Марьяна Спивак подбирает себе модный лук

OK!
Чувство стиля Чувство стиля

Загородный дом в Калининграде в стиле американская классика

SALON-Interior
Слишком старая. За что осуждают Мадонну Слишком старая. За что осуждают Мадонну

Отрывок из книги «Слишком толстая, слишком пошлая, слишком громкая»

СНОБ
«Дети знают, что мама работает блогером» «Дети знают, что мама работает блогером»

Интервью с Валерией Чекалиной, одним из самых успешных блогеров страны

OK!
8 неожиданных фактов о самом рогатом виде транспорта 8 неожиданных фактов о самом рогатом виде транспорта

Троллейбусы не те, чем кажутся…

Maxim
6 способов перестать смотреть порно (хотя бы на время) 6 способов перестать смотреть порно (хотя бы на время)

Да, иногда стоит отвлечься от порно

Playboy
«Лживый, нечестный подонок и вор»: почему создателя умного рюкзака обвинили в растрате $800 000 с краудфандинга «Лживый, нечестный подонок и вор»: почему создателя умного рюкзака обвинили в растрате $800 000 с краудфандинга

Как Дуглас Монахан смог нажиться с помощью краудфандинговой компании

Forbes
Тест и обзор Seagate One Touch SSD 1TB: крохотный накопитель в холщовом костюме Тест и обзор Seagate One Touch SSD 1TB: крохотный накопитель в холщовом костюме

SSD накопители прочно закрепились на рынке внешних устройств хранения данных

CHIP
Открыть в приложении