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 выращивать помидоры на дачном участке: секрет высоких грядок Как выращивать помидоры на дачном участке: секрет высоких грядок

Выращивание сезонных овощей на дачном участке требует много времени и сил

Популярная механика
24 часа с Quest Pistols Show 24 часа с Quest Pistols Show

Участники группы Quest Pistols Show провели с Cosmo день, полный ЗОЖ-приключений

Cosmopolitan
Виагра снижает риск развития болезни Альцгеймера на 18% ниже Виагра снижает риск развития болезни Альцгеймера на 18% ниже

Виагра, помимо прочего, также может снижать риск развития болезни Альцгеймера

ТехИнсайдер
Как пиво влияет на твою интимную жизнь? 5 положительных и негативных эффектов Как пиво влияет на твою интимную жизнь? 5 положительных и негативных эффектов

Пиво — нечто большее, чем просто очередной спиртной напиток

Playboy
«Больше не значит лучше»: сколько общения нам нужно на самом деле «Больше не значит лучше»: сколько общения нам нужно на самом деле

Надо ли часто встречаться с друзьями и родственниками?

Psychologies
GMail для биткоина: как миллиардер-анархист создал главную криптобиржу США GMail для биткоина: как миллиардер-анархист создал главную криптобиржу США

Брайан Армстронг построил криптобиржу как главное хранилище цифровых активов

Forbes
Сам себе и везде режиссёр: лучшие экшн-камеры Сам себе и везде режиссёр: лучшие экшн-камеры

Когда-то экшн-камеры ассоциировались с GoPro, но времена изменились

Популярная механика
Что такое «пауэр-дрессинг», или как женщины смогли выбраться из-под каблука Что такое «пауэр-дрессинг», или как женщины смогли выбраться из-под каблука

Долгий путь от женственного костюма и шпилек до комфортного повседневного образа

Forbes
Эксклюзив Cosmo: Джейн Биркин о стиле, сексуальности и творчестве Эксклюзив Cosmo: Джейн Биркин о стиле, сексуальности и творчестве

Интервью с Джейн Биркин – легендарной певицей, актрисой и фэшн-иконой

Cosmopolitan
Серые крысы распознали голод сородичей по запаху и добыли им еду Серые крысы распознали голод сородичей по запаху и добыли им еду

Серые крысы (Rattus norvegicus) по запаху понимают, кто из их сородичей голоден

N+1
Сколько стоят «путинские каникулы» Сколько стоят «путинские каникулы»

«Путинские каникулы» замедлят экономический рост в 2020 году

Forbes
Бомбически рекомендую! Владимир Яглыч советует понравившиеся фильмы, сериалы и музыку Бомбически рекомендую! Владимир Яглыч советует понравившиеся фильмы, сериалы и музыку

Актер Владимир Яглыч рассказывает, что на него произвело сильное впечатление

Maxim
9 полезных привычек 9 полезных привычек

Эти несложные действия требуют минимум усилий, а приносят максимум пользы

Лиза
Путин обсудил с Воложем и Богуславским новое технологическое предпринимательство Путин обсудил с Воложем и Богуславским новое технологическое предпринимательство

Президент России Владимир Путин встретился с российскими инвесторами

Forbes
Одна вокруг света. Продолжение маршрута по Великому Шелковому пути Одна вокруг света. Продолжение маршрута по Великому Шелковому пути

63-я серия о кругосветном путешествии москвички Ирины Сидоренко

Forbes
Западные равнинные гориллы поделили территорию без кровавых конфликтов Западные равнинные гориллы поделили территорию без кровавых конфликтов

Равнинные гориллы избегают решать территориальные конфликты драками

N+1
Ешь, молись Ешь, молись

Станислав Лисиченко попробовал представить еду будущего

Tatler
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
Давайте жить дружно! Давайте жить дружно!

Нам ежедневно приходится общаться со множеством людей

Здоровье
Почему российская игра Escape from Tarkov стала такой популярной Почему российская игра Escape from Tarkov стала такой популярной

Народ истосковался по серьезным играм

GQ
Тренировка на одних фразах помогла нейросети распознать по активности мозга другие Тренировка на одних фразах помогла нейросети распознать по активности мозга другие

Алгоритм не просто запоминает предложения, но и находит закономерности

N+1
Что за папка Windows.old, и зачем она нужна? Что за папка Windows.old, и зачем она нужна?

Эта папка может весить несколько гигабайт и занимать много места на диске

CHIP
Как виноматериалы спрячут в российском вине Как виноматериалы спрячут в российском вине

Называть вином напитки, сделанные с использованием виноматериалов, запретили

Forbes
Путин сменил статус: зачем потребовалось обнуление президентских сроков Путин сменил статус: зачем потребовалось обнуление президентских сроков

Второе чтение поправок в конституцию обернулось бурной политической драмой

Forbes
Каменные джунгли Каменные джунгли

Дом из бетона для страстных коллекционеров современного искусства

AD
Гиены мигрировали вместе с древними людьми Гиены мигрировали вместе с древними людьми

Гиены, как и люди, вышли из Африки 2,5 миллиона лет назад

N+1
«Предстоит сложный безденежный год»: сколько рестораны и отели Петербурга потеряют из-за отмены ПМЭФ «Предстоит сложный безденежный год»: сколько рестораны и отели Петербурга потеряют из-за отмены ПМЭФ

Сфера гостеприимства Санкт-Петербурга может потерять до 3 млрд рублей

Forbes
Профессионалы работают бесплатно: почему деньги убивают стартапы Профессионалы работают бесплатно: почему деньги убивают стартапы

Чем меньше ресурсов у вашего бизнеса — тем аккуратнее вы будете их расходовать

Forbes
Моментальное решение задач и почти абсолютная защита данных: как применяют квантовые технологии и в чём их недостатки Моментальное решение задач и почти абсолютная защита данных: как применяют квантовые технологии и в чём их недостатки

Обзор современных разработок и компаний, которые создают квантовые компьютеры

VC.RU
«Мы все оказались в хорроре»: репортаж с окраин эпидемии в Италии «Мы все оказались в хорроре»: репортаж с окраин эпидемии в Италии

Жизнь на самом крупном острове Италии в условиях жесткого карантина

Forbes
Открыть в приложении