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

Кровососущие твари: что делать, если вас укусил клещ Кровососущие твари: что делать, если вас укусил клещ

Какие бывают последствия от укуса клеща и как этого избежать?

Популярная механика
Подключение проходного выключателя: как это делать правильно? Подключение проходного выключателя: как это делать правильно?

Объясняем подробно со схемами и примерами, как подключить проходной выключатель

CHIP
Энтомологи случайно затопили зимующих шмелей и обнаружили у них способность неделю выживать под водой Энтомологи случайно затопили зимующих шмелей и обнаружили у них способность неделю выживать под водой

Судя по всему, в природе зимующие матки шмелей успешно переживают наводнения

N+1
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
18 цитат Казановы, которые должен знать каждый мужчина 18 цитат Казановы, которые должен знать каждый мужчина

Пусть эти цитаты превратят вас в Казанову: великого любовника и путешественника

Maxim
Как ездить на машине с «роботом»: 6 правил, о которых мало кто знает Как ездить на машине с «роботом»: 6 правил, о которых мало кто знает

Самые простые правила эксплуатации преселективной коробки передач

РБК
Кинобот: фильмы и сериалы для домашнего просмотра #наудаленке Кинобот: фильмы и сериалы для домашнего просмотра #наудаленке

Подборка крутых сериалов и фильмов под разное настроение

Cosmopolitan
Что значит поза, в которой спит твоя кошка (7 поз) Что значит поза, в которой спит твоя кошка (7 поз)

Еще один шаг к пониманию этих загадочных пушистых богов

Maxim
Пусковое устройство для автомобиля: рейтинг 6 лучших моделей Пусковое устройство для автомобиля: рейтинг 6 лучших моделей

Как выбрать автономное пусковое устройство для автомобиля?

CHIP
Настоящая зима: Байкал как место отдыха от глобального потепления Настоящая зима: Байкал как место отдыха от глобального потепления

Тестируем себя и Lexus при низких температурах

Forbes
«Цены поднимутся на 10-15%»: как рынок электроники отреагирует на ослабление рубля «Цены поднимутся на 10-15%»: как рынок электроники отреагирует на ослабление рубля

Рынок электроники изменит ценники, если курс рубля продержится на текущем уровне

Forbes
Доход с разумным риском Доход с разумным риском

Специалисты советуют инвесторам-физлицам повышать уровень финансовой грамотности

РБК
Одни дома. На карантине с ребенком Одни дома. На карантине с ребенком

Жизнь учителей, школьников и их родителей изменилась по всей стране

СНОБ
Какая свадьба без драки: бракосочетания звёзд, которые обернулись скандалом Какая свадьба без драки: бракосочетания звёзд, которые обернулись скандалом

У героев нашего материала бракосочетание обернулось грандиозным скандалом

Cosmopolitan
Полки нового строя Полки нового строя

Продолжение рассказа про малоизвестные страницы русской истории

Популярная механика
Бразильским жабам оказался не страшен яд десяти скорпионов Бразильским жабам оказался не страшен яд десяти скорпионов

Эти земноводные могут помочь бразильцам бороться с нашествием скорпионов

N+1
Вирус возбуждает промышленность Вирус возбуждает промышленность

Борьба с эпидемией выведет отечественных производителей на новые уровни продаж

Эксперт
Экс-исполнительный директор McDonald’s Боб Лангерт: Нам сложно вводить в меню здоровую пищу Экс-исполнительный директор McDonald’s Боб Лангерт: Нам сложно вводить в меню здоровую пищу

В издательстве «Бомбора» вышла книга «McDonald's: между хейтом и хайпом»

СНОБ
Бой за звание самой-самой между 32 главными красавицами мировой истории Бой за звание самой-самой между 32 главными красавицами мировой истории

Красивая женщина — двигатель прогресса

Maxim
Cнимите их немедленно! Cнимите их немедленно!

Краткий гид о том, как легко, быстро, а главное, выгодно снять апартаменты

Лиза
Сытная гамма Сытная гамма

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

Огонёк
Конечно, Боря! Конечно, Боря!

О спорте на экране и в жизни, профессиональных амбициях и своем амплуа

OK!
За что ты платишь? За что ты платишь?

Расшифровываем платежку ЖКХ: суммы, тарифы, расчеты, непонятные аббревиатуры

Лиза
Geely Coolray. Куда положить грабли? Geely Coolray. Куда положить грабли?

У Поднебесной нет тормозов, зато есть неограниченные ресурсы

4x4 Club
Женщина — военный трофей. Польский историк о изнасилованиях в Европе во время Второй мировой Женщина — военный трофей. Польский историк о изнасилованиях в Европе во время Второй мировой

Изнасилование женщин странами-победительницами до сих пор очень болезненная тема

СНОБ
Лучшие приключенческие сериалы: рейтинг, который не даст заскучать Лучшие приключенческие сериалы: рейтинг, который не даст заскучать

Готов отправиться на поиски приключений?

Playboy
Какой лодочный мотор лучше выбрать: 6 оптимальных вариантов для вашей ПВХ лодки Какой лодочный мотор лучше выбрать: 6 оптимальных вариантов для вашей ПВХ лодки

Какой мотор больше подойдет для вашей лодки?

CHIP
Как быть бездетным: 17 фактов о тех, кто не хочет заводить детей Как быть бездетным: 17 фактов о тех, кто не хочет заводить детей

Многие столетия считалось, что женщина может выразить себя только в материнстве

Psychologies
7 «полезных» продуктов, от которых срочно нужно отказаться, если вы худеете 7 «полезных» продуктов, от которых срочно нужно отказаться, если вы худеете

Шпаргалка для тех, кто не может похудеть, хотя всё делает правильно

Cosmopolitan
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
Открыть в приложении