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 люди жили до изобретения электричества: не принимайте его как должное Как люди жили до изобретения электричества: не принимайте его как должное

Как люди жили без электрического освещения и холодильников?

Популярная механика
CRISPR отредактировал несколько генов одновременно CRISPR отредактировал несколько генов одновременно

При помощи гибрида двух нуклеаз Cas

N+1
Геродот ошибался: армяне произошли не с Балкан, а из Леванта Геродот ошибался: армяне произошли не с Балкан, а из Леванта

Древнегреческий историк ошибался: армяне происходят не с Балкан

ТехИнсайдер
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
4 ситуации, когда передаривать подарки даже нужно, — и как правильно это делать 4 ситуации, когда передаривать подарки даже нужно, — и как правильно это делать

По этикету, вручить ненужные презенты другому человеку еще как можно

ТехИнсайдер
Прекратите медицинский терроризм. Россия и Иран предлагают Западу снять санкции Прекратите медицинский терроризм. Россия и Иран предлагают Западу снять санкции

Иран и Россия предлагают Западу отказаться от политически мотивированных санкций

СНОБ
Страшная сказка про Холокост: с кем воюет Аль Пачино в сериале «Охотники» Страшная сказка про Холокост: с кем воюет Аль Пачино в сериале «Охотники»

Что хотел сказать автор своим жестоким комиксом про ужасы Второй мировой

Forbes
Без границ Без границ

Виктория Исакова умеет быть разной и непредсказуемой

OK!
Вертикаль страсти Вертикаль страсти

В съемке для Vogue главные героини российского современного танца

Vogue
Демократичные марки и парные выходы: как одевается принц Гарри после отказа от королевских полномочий Демократичные марки и парные выходы: как одевается принц Гарри после отказа от королевских полномочий

Esquire показывает, как изменился стиль герцога Сассекского

Esquire
Александр Кушнер Александр Кушнер

Александр Кушнер — один из лучших лирических поэтов ХХ века

Собака.ru
5 специй, которые обладают антисептическими свойствами 5 специй, которые обладают антисептическими свойствами

Эти специи помогут справиться с вирусами и бактериями

Cosmopolitan
Трагедия Эйнштейна, или счастливый Сизиф Трагедия Эйнштейна, или счастливый Сизиф

Очерк третий. Эйнштейн в Америке

Наука и жизнь
7 документальных фильмов о моде, которые можно посмотреть онлайн 7 документальных фильмов о моде, которые можно посмотреть онлайн

От кроссовок Джеффа Голдблюма до фабрик в Бангладеш

GQ
Я к ним ни ногой! Я к ним ни ногой!

Некоторые люди панически боятся людей в белых халатах

Лиза
Как понять, что свидание провалилось, и тактично закончить отношения? Как понять, что свидание провалилось, и тактично закончить отношения?

Вы понравились друг другу, встретились, но что-то не клеится

Psychologies
Большая бухарская палатка Большая бухарская палатка

Палатка, подаренная императору Александру III эмиром Бухары Абдулахад-ханом

Дилетант
Илья Прусикин (Little Big) — о любимой музыке, безумных идеях для клипов и российском YouTube Илья Прусикин (Little Big) — о любимой музыке, безумных идеях для клипов и российском YouTube

Илья Прусикин рассказывает о европейских концертах и сравнении с Die Antwoord

Esquire
Кредитка доверия Кредитка доверия

Рассказываем, как ты можешь заработать на кредитной карте

Cosmopolitan
Взлетаем под парусом Взлетаем под парусом

Добиться под парусом сумасшедших скоростей? Это легко

Популярная механика
Запретов нет: личный опыт освоения средиземноморской диеты Запретов нет: личный опыт освоения средиземноморской диеты

Большинство диет предполагает ограничения в питании

Cosmopolitan
Старые счеты: за что родной брат и компания Фридмана требуют с Батуриной 13 млрд рублей после смерти Лужкова Старые счеты: за что родной брат и компания Фридмана требуют с Батуриной 13 млрд рублей после смерти Лужкова

На чем основывается кофликт в семье Батуриных

Forbes
Ожидания и реальность: откуда берутся разочарования Ожидания и реальность: откуда берутся разочарования

Как осознать причины расхождения между задуманным и воплощенным?

РБК
Вуди Аллен выпустил мемуары, в которых назвал себя Вуди Аллен выпустил мемуары, в которых назвал себя

В своих мемуарах Аллен рассказывает о Харви Вайнштейне и об отношениях с семьей

Esquire
16 способов, как убрать запах лука изо рта, чтобы не спугнуть окружающих 16 способов, как убрать запах лука изо рта, чтобы не спугнуть окружающих

Лайфхаки: как быстро и эффективно убрать запах чеснока и лука изо рта

Playboy
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
8 вещей, которые нужно сделать со своим гардеробом во время карантина 8 вещей, которые нужно сделать со своим гардеробом во время карантина

Cамое время взяться за самое большое в твоем доме – гардероб

Cosmopolitan
Шпионские штучки Шпионские штучки

Самые запоминающиеся гаджеты Джеймса Бонда

Популярная механика
9 правил истинных лжецов 9 правил истинных лжецов

«Мастера обмана» сочиняют по правилам, и, зная их, мы сумеем вычислить лгуна

Psychologies
Кто твой номер один: нумерология расскажет тебе, с кем стоит встречаться Кто твой номер один: нумерология расскажет тебе, с кем стоит встречаться

Давай вычислим, кто ты на самом деле!

Cosmopolitan
Открыть в приложении