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 передвинуть маяк с места на место? Как передвинуть маяк с места на место?

Чтобы спасти маяк, группа инженеров и рабочих бросила вызов силам природы

Популярная механика
Первые шаги к миллиарду: с чего начинали Галицкий, Дуров, Тиньков, Фридман и Абрамович Первые шаги к миллиарду: с чего начинали Галицкий, Дуров, Тиньков, Фридман и Абрамович

34-ый выпуск Forbes Digest посвящен разбору первых шагов в бизнесе миллиардеров

Forbes
В Монголии раскопали принесенных в жертву древних комолых коров или быков В Монголии раскопали принесенных в жертву древних комолых коров или быков

Как обнаружили свидетельства того, что в Монголии разводили безрогих быков

N+1
Расплата «бизнес-олигархов» Расплата «бизнес-олигархов»

Акулам немецкого капитализма тоже пришлось предстать перед судом

Дилетант
Леонардо да Винчи. Биография Леонардо да Винчи. Биография

Почему «Джоконда» – шедевр, на который хотят посмотреть вживую миллионы людей

kiozk originals
Ваятель Павел Соколов Ваятель Павел Соколов

«Золотым веком» русской скульптуры принято называть эпоху классицизма

Наука и жизнь
Масло только портит волосы? Разбираемся с экспертами, миф это или правда Масло только портит волосы? Разбираемся с экспертами, миф это или правда

Это средство любят за эффект блестящих, здоровых прядей

Cosmopolitan
«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
Ученые нашли два новых вида пилоносых акул Ученые нашли два новых вида пилоносых акул

Пилоносые акулы находятся под угрозой из-за рыбного промысла

N+1
Чистая работа Чистая работа

Современный, минималистский интерьер

SALON-Interior
Земля в иллюминаторе Земля в иллюминаторе

Российский космонавт-испытатель Олег Артемьев, штатный блогер Роскосмоса

Популярная механика
Линия защиты Линия защиты

Без личных границ никто не будет уважать наши желания и интересы

Добрые советы
Платить лицом Платить лицом

Кто и зачем решил собирать цифровые слепки личности россиян?

Forbes
Фильмы, подкасты и архивы: что делать тем, кто интересуется модой и вынужден сидеть дома Фильмы, подкасты и архивы: что делать тем, кто интересуется модой и вынужден сидеть дома

Вот что стоит посмотреть, почитать и послушать тем, кому интересна мода

Esquire
Владимир Гусев Владимир Гусев

Интервью с директором Русского музея

Собака.ru
Драгоценное зернышко Драгоценное зернышко

Золотодобыча в современных условиях

Популярная механика
Многоходовка, которой не было. Что стоит за путинским «обнулением» и чем оно грозит России Многоходовка, которой не было. Что стоит за путинским «обнулением» и чем оно грозит России

Распад конституционного консенсуса и разрушение легальной инфраструктуры

Forbes
Творческий человек в каждом из нас Творческий человек в каждом из нас

А что, если в каждом из нас прячется гений?

Psychologies
Край света Край света

Самая северная точка Европы для искателей приключений

Вокруг света
Лишняя запятая, и другие нелепые причины, по которым компании теряли миллионы долларов Лишняя запятая, и другие нелепые причины, по которым компании теряли миллионы долларов

Считаем чужие финансовые неудачи и смеемся над ними, хоть это и нетактично

Maxim
Огласите весь список, пожалуйста: чего мы хотим друг от друга? Огласите весь список, пожалуйста: чего мы хотим друг от друга?

У кого больше претензий к партнёру, у мужчин или у женщин

Cosmopolitan
Самые полезные диеты: 3 методики для здоровья и ясного ума Самые полезные диеты: 3 методики для здоровья и ясного ума

Существуют ли действительно оздоравливающие диеты или это лишь рекламный трюк

Cosmopolitan
Про любовь Про любовь

Интервью с главой радиостанции Love Radio Юлией Голубевой

OK!
Где искали любовь в Советском Союзе: секреты наших мам и бабушек Где искали любовь в Советском Союзе: секреты наших мам и бабушек

7 самых необычных мест, где советские граждане встречали свою любовь

Cosmopolitan
Остановить и не убить: как устроен травматический пистолет Остановить и не убить: как устроен травматический пистолет

Чтобы умело пользоваться травматическим оружием, надо понимать, как оно работает

Популярная механика
Цена нефти и глобальная политика: альтернативный взгляд Цена нефти и глобальная политика: альтернативный взгляд

В разрыве сделки ОПЕК+ практически сразу же обвинили Россию

Forbes
«Почините его!»: стоит ли вести ребенка к психологу, если вы сами не готовы меняться «Почините его!»: стоит ли вести ребенка к психологу, если вы сами не готовы меняться

Стоит ли идти к детскому психологу, если сами взрослые не готовы меняться

Psychologies
Трагическая история Марго Хемингуэй — супермодели и внучки классика американской литературы Трагическая история Марго Хемингуэй — супермодели и внучки классика американской литературы

Марго Хемингуэй — внучка великого писателя — покончила с собой в 42

Esquire
Микропластик заставил рыб больше рожать Микропластик заставил рыб больше рожать

Микропластик вызывают у рыб повреждения, аневризмы и увеличивают количество икры

N+1
Эгоист со справкой. Что такое нарциссическое расстройство Эгоист со справкой. Что такое нарциссическое расстройство

«Думаешь только о себе! ­Эгоист! Нарцисс!»

Maxim
Открыть в приложении