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

6 простых шагов, которые помогут быстро и правильно похудеть 6 простых шагов, которые помогут быстро и правильно похудеть

Как помочь себе похудеть?

Популярная механика
5 алкогольных коктейлей, которые легко сделать дома из того, что есть 5 алкогольных коктейлей, которые легко сделать дома из того, что есть

Идеально для залипания в любимый сериал

Playboy
Древнейшую синагогу назвали частью еврейского квартала Фанагории Древнейшую синагогу назвали частью еврейского квартала Фанагории

Российские археологи продолжили раскопки района Фанагории

N+1
6 способов улучшить сексуальное общение 6 способов улучшить сексуальное общение

Там, где дело касается интимных отношений, не так легко принять решение

Psychologies
Историческая сага: 5 книг для ценителей масштабных историй Историческая сага: 5 книг для ценителей масштабных историй

Романы-саги, которые позволят рассмотреть мировые события с разных точек зрения

Maxim
Социальный эксперимент от Netflix: может ли любовь быть слепой Социальный эксперимент от Netflix: может ли любовь быть слепой

Вам точно понравится реалити-шоу Love is Blind

GQ
«Учеба «в бою» гораздо эффективнее любой теории» «Учеба «в бою» гораздо эффективнее любой теории»

Технологические стартапы — это интеллектуальная собственность нового типа

Forbes
Когда жена — нарцисс: 7 опасностей, подстерегающих в отношениях Когда жена — нарцисс: 7 опасностей, подстерегающих в отношениях

Чем череваты отношения с женщиной-нарциссом?

Psychologies
Коливинги, вход через крышу и PropTech: как мы будем жить через 50 лет Коливинги, вход через крышу и PropTech: как мы будем жить через 50 лет

В условиях самоизоляции «не выходить из дома» звучит как приговор

РБК
Правила жизни королевы Великобритании Елизаветы II Правила жизни королевы Великобритании Елизаветы II

Монарх, царствующая королева Великобритании, Лондон, 93 года

Esquire
Как не вестись на провокации Как не вестись на провокации

Как дать отпор провоцирующему ссору собеседнику?

Maxim
Свежий взгляд на банкротство: как отказ исполнить решение лондонского арбитража создал опасный прецедент Свежий взгляд на банкротство: как отказ исполнить решение лондонского арбитража создал опасный прецедент

Арбитражную практику ждет принципиальный разворот

Forbes
Ревизия наследия Медведева: правительство пересмотрит план облагать пошлиной посылки дороже €20 Ревизия наследия Медведева: правительство пересмотрит план облагать пошлиной посылки дороже €20

Следует ли продолжать понижение беспошлинного порога на посылки из AliExpress

Forbes
Бармен — друг молодежи: как россиянка запускала самый модный бар в сицилийской деревне Бармен — друг молодежи: как россиянка запускала самый модный бар в сицилийской деревне

Что бывает, когда персонал любит своих клиентов больше, чем нанимателя

Forbes
Наука и жизнь в начале XX века Наука и жизнь в начале XX века

О чем писали в журнале 100 лет назад

Наука и жизнь
Тим Райс: «Хорошая история — прежде всего» Тим Райс: «Хорошая история — прежде всего»

Интервью с автором либретто мюзикла «Иисус Христос — суперзвезда»

Эксперт
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
Без границ Без границ

Виктория Исакова умеет быть разной и непредсказуемой

OK!
Куда направить стопы Куда направить стопы

Плоскостопие, на первый взгляд, кажется безобидным нарушением

Лиза
Неувольняемые: кому всегда будут платить миллионы на рынке труда Неувольняемые: кому всегда будут платить миллионы на рынке труда

Навыки продуктивного нетворкинга станут ключевым преимуществом в бизнесе

Forbes
Какие футбольные матчи стоит пересмотреть Какие футбольные матчи стоит пересмотреть

Подборка самых эмоциональных футбольных матчей

GQ
Семеро смелых и восемь попыток: все мужья любвеобильной Элизабет Тейлор Семеро смелых и восемь попыток: все мужья любвеобильной Элизабет Тейлор

О любовных похождениях Элизабет Тейлор ходили легенды

Cosmopolitan
Задание выполнено Задание выполнено

Дэниел Крейг о ненависти, боли и всеобщей любви

GQ
Видеография: секреты съемки на беззеркальную камеру Видеография: секреты съемки на беззеркальную камеру

Хотите разнообразить свои страницы в соцсетях и пополнить архив семейного видео?

CHIP
«Картина, корзина, картонка»: что влияет на размер нашего багажа «Картина, корзина, картонка»: что влияет на размер нашего багажа

Какие факторы влияют на наш собственный «багажный» стиль

Psychologies
«Заражение» и еще 8 фильмов, которые предсказали будущее «Заражение» и еще 8 фильмов, которые предсказали будущее

«Заражение» Стивена Содерберга стало самым скачиваемым фильмом

РБК
9 экспериментов над крысами, которые помогли понять много нового про людей 9 экспериментов над крысами, которые помогли понять много нового про людей

Крысы физиологически и интеллектуально близки к человеку

Maxim
Не только гречка: что россияне покупают в период пандемии Не только гречка: что россияне покупают в период пандемии

Рассказываем, какие вещи россияне покупают в ретейлерах прямо сейчас

РБК
Минисериал на выходные: какими получились «Разрабы» о мрачном мире будущего Минисериал на выходные: какими получились «Разрабы» о мрачном мире будущего

В марте на Hulu вышли «Разрабы» — мрачный сериал о Силиконовой долине

Esquire
NASA отключило 17 лет изучавший Солнце орбитальный аппарат SORCE NASA отключило 17 лет изучавший Солнце орбитальный аппарат SORCE

Светимость Солнца на треть процента ниже, чем считалось

N+1
Открыть в приложении