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

Сексуальные привычки животных: 5 самых необычных способов оплодотворения в дикой природе Сексуальные привычки животных: 5 самых необычных способов оплодотворения в дикой природе

Самые странные способы оплодотворить свою вторую половинку в животном мире

Популярная механика
Антики, халаты, насики, зовистницы Антики, халаты, насики, зовистницы

Как развлекается женский рунет

Огонёк
У миног нашли зачатки симпатической нервной системы У миног нашли зачатки симпатической нервной системы

Раньше считалось, что симпатическая система есть только у челюстных позвоночных

N+1
Работа под прикрытием Работа под прикрытием

Потянешь ли ты еще одно дело?

Лиза
Как освободиться от психологии бедняка: 4 совета Как освободиться от психологии бедняка: 4 совета

Что мешает вам зарабатывать столько, сколько вы хотите?

Psychologies
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
Авторский дизайн-проект по цене похода в салон красоты: где, как, сколько? Авторский дизайн-проект по цене похода в салон красоты: где, как, сколько?

Для яркого дизайна и хорошего ремонта больше не нужен галактический бюджет

Cosmopolitan
О катастрофах и страхах. Размышления о прошлом на фоне настоящего О катастрофах и страхах. Размышления о прошлом на фоне настоящего

В том, что происходит сегодня во всем мире, нет ничего пугающего

СНОБ
В осаде, но не в обиде: лучшие сериалы во времена пандемии В осаде, но не в обиде: лучшие сериалы во времена пандемии

Подборка сериалов, с которыми приятнее всего остаться дома

Forbes
Пережившие послеродовое психическое расстройство женщины не захотели рожать еще Пережившие послеродовое психическое расстройство женщины не захотели рожать еще

Какие причины могут повлиять на желание женщины рожать детей

N+1
«Мне не нравилось то, как подло он вел себя по отношению к некоторым людям»: Сьюзан Зонтаг о романе с Иосифом Бродским «Мне не нравилось то, как подло он вел себя по отношению к некоторым людям»: Сьюзан Зонтаг о романе с Иосифом Бродским

Об отношениях американской писательницы Сьюзан Зонтаг с Иосифом Бродским

Forbes
Коллекция автомобилей Илона Маска Коллекция автомобилей Илона Маска

До изобретения Tesla в гараже миллиардера тоже была жизнь

GQ
«У меня все слишком легко складывается» «У меня все слишком легко складывается»

Бывают ли на свете счастливые люди?

Psychologies
Как избавиться от всех неприятных запахов: пот, лук, чеснок, алкоголь, дым и т.д. Как избавиться от всех неприятных запахов: пот, лук, чеснок, алкоголь, дым и т.д.

Чуешь, чем-то пахнет? Зажми нос и читай, что теперь делать

Maxim
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
Танкист прямой демократии Танкист прямой демократии

«Мы занимаемся не политической борьбой, а продвижением идеи»

Эксперт
«Зло местами побеждает»: экс-кандидат в президенты Павел Грудинин о борьбе за свой бизнес «Зло местами побеждает»: экс-кандидат в президенты Павел Грудинин о борьбе за свой бизнес

Борьба за «Совхоз имени Ленина» переросла в полномасштабную войну в судах

Forbes
Как перестать думать о надвигающемся конце света Как перестать думать о надвигающемся конце света

Как меньше волноваться о глобальных проблемах?

GQ
Марблинг, геокэшинг и еще 5 новых занятий для счастья Марблинг, геокэшинг и еще 5 новых занятий для счастья

Новые модные хобби, которые помогут снять стресс и пережить неожиданные эмоции

РБК
Как чебоксарец с друзьями создал самый дорогой образовательный стартап в России Как чебоксарец с друзьями создал самый дорогой образовательный стартап в России

Всего несколько лет назад офис Skyeng был в съемной квартире в Долгопрудном

Forbes
Подготовка под покраску любых поверхностей: выбираем хороший пескоструйный аппарат Подготовка под покраску любых поверхностей: выбираем хороший пескоструйный аппарат

Какой пескоструйный аппарат выбрать для дома или автомастерской?

CHIP
Невозможное возможно: как найти иголку в стоге сена Невозможное возможно: как найти иголку в стоге сена

Реальные способы, с помощью которых можно найти иголку в стоге сена

Популярная механика
Телевизоры со Smart TV: какая система лучше? Телевизоры со Smart TV: какая система лучше?

Сравниваем популярные платформы Смарт ТВ

CHIP
Антисептик VS мыло: что эффективней предотвращает распространение бактерий? Антисептик VS мыло: что эффективней предотвращает распространение бактерий?

Правы ли те, кто предпочитает анисептики мылу

Cosmopolitan
Принуждение к отдыху. Зачем Владимир Путин велел всем не работать Принуждение к отдыху. Зачем Владимир Путин велел всем не работать

Неважно, кто будет платить зарплаты, когда речь идет о великой русской мечте

СНОБ
Храмы и серпантины Храмы и серпантины

Мотопутешествие по Армении

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

Как выбрать автономное пусковое устройство для автомобиля?

CHIP
Минус 100 млрд рублей в неделю и всплеск безработицы: какими могут быть последствия карантина для Москвы Минус 100 млрд рублей в неделю и всплеск безработицы: какими могут быть последствия карантина для Москвы

Неделя карантина в Москве обходится экономике города в 75-112 млрд рублей

Forbes
Полезные фрукты, которые составят конкуренцию сладостям Полезные фрукты, которые составят конкуренцию сладостям

Представляем вам полный и честный обзор полезных свойств фруктов

Cosmopolitan
Демократы идут на войну Демократы идут на войну

«Супервторник» достался Джозефу Байдену, но все еще впереди

Огонёк
Открыть в приложении