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 кошке сбросить вес: вот как вы можете помочь питомцу похудеть Как кошке сбросить вес: вот как вы можете помочь питомцу похудеть

Толстые котики — это мило, но и им надо худеть

Популярная механика
Остановка по требованию Остановка по требованию

Ученые близки к разгадке того, как притормозить неприятный процесс старения

Cosmopolitan
Впервые в лаборатории воссоздана нервная цепь человеческой боли Впервые в лаборатории воссоздана нервная цепь человеческой боли

Ученые воспроизвели важный нервный путь, из-за которого человек чувствует боль

ТехИнсайдер
По фэншуй: какая одежда сделает тебя счастливой — вещи с позитивной энергетикой По фэншуй: какая одежда сделает тебя счастливой — вещи с позитивной энергетикой

Какие вещи обладают положительной энергетикой и способны принести счастье

Cosmopolitan
Это не то,что вы подумали: страпонтен, клитория, епитрахиль — слова, за которые вам не должно быть стыдно Это не то,что вы подумали: страпонтен, клитория, епитрахиль — слова, за которые вам не должно быть стыдно

О словах, за которые вам не должно быть стыдно, пусть и звучат они забавно

ТехИнсайдер
Игра на публику: лучшие друзья на экране, которые ненавидят друг друга в жизни Игра на публику: лучшие друзья на экране, которые ненавидят друг друга в жизни

Актеры, которые ненавидят друг друга, но кажутся близкими друзьями на экранах

Cosmopolitan
Играет в защите Играет в защите

Обсуждаем важные вопросы фем-повестки с Элизабет Мосс

Grazia
Сказка о царевне Сказка о царевне

Художница из Петербурга Юлдус Бахтиозина заставила Европу полюбить кокошники

Vogue
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
Как и с чем носить женскую куртку оверсайз — 7 простых, но эффектных образов Как и с чем носить женскую куртку оверсайз — 7 простых, но эффектных образов

Универсальные вещи оверсайз стали еще популярнее этой весной

Cosmopolitan
Мойка и очиститель воздуха: в чем разница, и какое устройство лучше? Мойка и очиститель воздуха: в чем разница, и какое устройство лучше?

Пыль, аллергены в доме — от всего этого можно избавиться при помощи техники

CHIP
Есть ли выдача с Темзы? Возможные сценарии развития дела Олега Тинькова Есть ли выдача с Темзы? Возможные сценарии развития дела Олега Тинькова

Американские налоговые органы требуют экстрадиции Тинькова из Великобритании

Forbes
Премию Тьюринга за 2019 год присудили за компьютерную графику Премию Тьюринга за 2019 год присудили за компьютерную графику

Награда премии Тьюринга досталась двоим специалистам из Pixar

N+1
Понять и простить: нарциссы в социальных сетях Понять и простить: нарциссы в социальных сетях

Считается, что социальные сети — идеальная среда для нарциссов

Psychologies
Наоми Алдерман: Сила Наоми Алдерман: Сила

Отрывок из феминистской антиутопии Наоми Алдерман

СНОБ
Алёна Лёвина: Я много всего умею в этой жизни, но инвалидность очень сильно ограничивает меня Алёна Лёвина: Я много всего умею в этой жизни, но инвалидность очень сильно ограничивает меня

Алёна Лёвина об инклюзии, феминизме и жизни с инвалидностью

СНОБ
10 примеров ядовитой еды, которой мы не прочь перекусить 10 примеров ядовитой еды, которой мы не прочь перекусить

​​​​Мы нередко можем услышать, что тот или иной вид пищи – яд

Популярная механика
Зеленая книга Зеленая книга

Выясняем, как бренды и мы с вами стали более осознанными

Grazia
Быль об Эболе Быль об Эболе

Как протекала Эбола, и почему миру тогда крупно повезло

Maxim
Сокращения, банкротства, увольнения. Авторынок ждут страшные месяцы Сокращения, банкротства, увольнения. Авторынок ждут страшные месяцы

Российские автодилеры прогнозируют резкий рост цен на машины и падение спроса

РБК
Край света Край света

Самая северная точка Европы для искателей приключений

Вокруг света
Забытые знаменитости стали источником дохода для стартапа: как работает проект видеооткрыток Cameo Забытые знаменитости стали источником дохода для стартапа: как работает проект видеооткрыток Cameo

Компания открыла «маркетплейс» звёзд второстепенной величины

VC.RU
10 способов повысить работоспособность для страдающих СДВГ 10 способов повысить работоспособность для страдающих СДВГ

Способность к концентрации — мягко говоря, не самая сильная черта людей с СДВГ

Psychologies
Средиземноморская диета — как составить меню и адаптировать его в России Средиземноморская диета — как составить меню и адаптировать его в России

В чем суть средиземноморской диеты и как к ней относятся диетологи

Cosmopolitan
Аргановое масло для волос и лица — 9 способов использования масла арганы Аргановое масло для волос и лица — 9 способов использования масла арганы

Масло арганы улучшит структуру волос и увлажнит кожу лица

Cosmopolitan
Нелишние излишки. Как работает первый в России продовольственный банк Нелишние излишки. Как работает первый в России продовольственный банк

Фонд продовольствия «Русь» за 8 лет работы сумел выйти в топ-3 российских НКО

Forbes
По следу анемии По следу анемии

Бледный вид, апатия и слабость могут оказаться не симптомами усталости

Здоровье
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
Круглое, вытянутое, острое: как красятся звезды, чтобы скорректировать овал лица Круглое, вытянутое, острое: как красятся звезды, чтобы скорректировать овал лица

Какие трюки используют знаменитости, чтобы выглядеть великолепно

Cosmopolitan
Оторвись от телефона: как не стать рабом своих гаджетов, если заперт с ним дома Оторвись от телефона: как не стать рабом своих гаджетов, если заперт с ним дома

Отрывок из книги Кэтрин Прайс «Оторвись от телефона»

Forbes
Открыть в приложении