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

5 лучших стилей тренировки для похудения: эксперты рассказали, как выбрать подходящий способ сжечь лишний вес 5 лучших стилей тренировки для похудения: эксперты рассказали, как выбрать подходящий способ сжечь лишний вес

Подборка тренировочных стилей для избавления от целлюлита и толcтых животов

Популярная механика
Наоми Алдерман: Сила Наоми Алдерман: Сила

Отрывок из феминистской антиутопии Наоми Алдерман

СНОБ
Биомаркеры болезней сердца предсказали риск возникновения рака Биомаркеры болезней сердца предсказали риск возникновения рака

Какие биомаркеры сердечно-сосудистых заболеваний могут ускорять развитие рака

N+1
Хорошие новости для кофеманов: чем полезен бодрящий напиток Хорошие новости для кофеманов: чем полезен бодрящий напиток

Что вы предпочитаете, чай или кофе

Cosmopolitan
Вместо похода к психологу: 4 домашних дела, которые помогут успокоить нервы Вместо похода к психологу: 4 домашних дела, которые помогут успокоить нервы

Как снизить уровень стресса и снять тревогу в домашних условиях?

ТехИнсайдер
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
На длину бивней нарвалов повлиял половой отбор На длину бивней нарвалов повлиял половой отбор

Длина бивней у нарвалов определяется половым отбором

N+1
Чувствуйте себя как дома Чувствуйте себя как дома

Свою студию дизайнер Борис Дмитриев превратил в квартиру

AD
Старое по-новому Старое по-новому

Как адаптироваться на работе после декрета и быстрее войти в новый ритм

Лиза
Переходят все границы Переходят все границы

«Ограниченные возможности» – это точно не про них!

Cosmopolitan
Пенная вечеринка: как устроена пожарная машина Пенная вечеринка: как устроена пожарная машина

Как устроена пожарная машина: в России есть ГОСТы, в которых прописано все

Популярная механика
Осознавай и властвуй. Кто и как зарабатывает на том, что мы стали очень осознанными Осознавай и властвуй. Кто и как зарабатывает на том, что мы стали очень осознанными

Майндфулнес — большой тренд, который стремительно ворвался во все сферы жизни

Forbes
Президент Chanel Fashion — о Виржини Виар, бестселлерах и бутике в ГУМе Президент Chanel Fashion — о Виржини Виар, бестселлерах и бутике в ГУМе

Бренд Chanel открыл бутик в самом центре Москвы — в ГУМе

РБК
Под электрическими облаками Под электрическими облаками

Мы собрали команду мечты чтобы снарядить (и нарядить!) Аглаю Тарасову в будущее!

Собака.ru
Остаться с носом Остаться с носом

Как быстро распознать гайморит, чтобы не упустить время?

Добрые советы
Жители Новой Гвинеи вступили в неолит за тысячу лет до прихода мигрантов из Азии Жители Новой Гвинеи вступили в неолит за тысячу лет до прихода мигрантов из Азии

Археологи обнаружили на острове Новая Гвинея стоянку c предметами быта

N+1
Взглянуть по-новому Взглянуть по-новому

Когда ничего не помогает распахнуть взгляд, в дело вступают пластические хирурги

Собака.ru
«Это полностью изменит мир»: миллиардер Богуславский о том, как заработал $1 млрд на одной сделке, и грядущем перевороте в интернете «Это полностью изменит мир»: миллиардер Богуславский о том, как заработал $1 млрд на одной сделке, и грядущем перевороте в интернете

Леонид Богуславский: почему талантливые бизнесмены похожи на теннисистов

Forbes
Как ваша работа влияет на здоровье: 5 факторов Как ваша работа влияет на здоровье: 5 факторов

Значительную часть дня мы проводим на работе — за компьютером

Популярная механика
Сказка о царевне Сказка о царевне

Художница из Петербурга Юлдус Бахтиозина заставила Европу полюбить кокошники

Vogue
Панацея, дочь Асклепия: можно ли создать лекарство от всех болезней Панацея, дочь Асклепия: можно ли создать лекарство от всех болезней

Призрачная надежда получить создать универсальную таблетку

Популярная механика
Боязнь воды и продажа БАДов: 9 удивительных фактов о Дженнифер Энистон Боязнь воды и продажа БАДов: 9 удивительных фактов о Дженнифер Энистон

Есть факты о Дженнифер Энистон, о которых ты точно не знаешь

Cosmopolitan
9 неочевидных симптомов бесплодия, о которых стоит знать каждой паре 9 неочевидных симптомов бесплодия, о которых стоит знать каждой паре

Если вы не можете забеременеть в течение полугода, вам пора обратиться к врачу

Cosmopolitan
Кто в доме хозяйка Кто в доме хозяйка

Многовековое имение в Глостершире — памятник английской культуры Бадминтон-Хаус

Tatler
Нужны ли геймеру мониторы на 100+ герц и FPS > 30? Нужны ли геймеру мониторы на 100+ герц и FPS > 30?

Мониторы преодолели планку в 100 Гц. Это маркетинг или прорывная технология?

CHIP
Тяжесть положения Тяжесть положения

Василий Артемьев выводит отечественное регби на вселенский уровень

Tatler
Весело живем Весело живем

Знаменитости нередко попадают впросак

Добрые советы
Физики создали растягивающийся в восемь раз суперконденсатор Физики создали растягивающийся в восемь раз суперконденсатор

Этот суперсонденсатор может стать источником питания для гибких устройств

N+1
История одной песни: Африк Симон, «Хафанана», 1975 История одной песни: Африк Симон, «Хафанана», 1975

Загадочный мегахит из Мозамбика, который был непонятен абсолютно всем

Maxim
Голодный и добрый Голодный и добрый

Почему Джордж Маккей ни за что не выберет скучную роль

Esquire
Открыть в приложении