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

Зачем азиатский профессор создавал вирусы: сумасшедший или спаситель? Зачем азиатский профессор создавал вирусы: сумасшедший или спаситель?

Труды профессора Каваоки наделали много шума во всем мире

Популярная механика
Большая перемена Большая перемена

Яркий неординарный интерьер квартиры на Патриарших прудах

SALON-Interior
Разработаны методы генного редактирование смертельно опасных заболеваний мозга Разработаны методы генного редактирование смертельно опасных заболеваний мозга

Ученые успешно применили технологии генного редактирования для коррекции мутаций

ТехИнсайдер
Поисково-спасательный комплекс «Синяя птица» — ангел-хранитель советских космонавтов Поисково-спасательный комплекс «Синяя птица» — ангел-хранитель советских космонавтов

Без крыльев зато с шестью колесами

Maxim
Пластыри от прыщей: как они устроены и действительно ли помогают избавиться от высыпаний Пластыри от прыщей: как они устроены и действительно ли помогают избавиться от высыпаний

Работают ли патчи от прыщей или это просто маркетинг?

ТехИнсайдер
Бренд как имя нарицательное: мечта маркетолога или кошмар юриста Бренд как имя нарицательное: мечта маркетолога или кошмар юриста

Плюсы и минусы для компаний, создающих инновационные товары и сервисы

Forbes
Предприниматель из Петербурга продал бизнес и потратил деньги на разработку клавиатуры и планшета для слепоглухих людей Предприниматель из Петербурга продал бизнес и потратил деньги на разработку клавиатуры и планшета для слепоглухих людей

C помощью этих устройств незрячие и слепоглухие смогут общаться с внешним миром

VC.RU
Один + один Один + один

Какие бьюти-средства усилят действие друг друга, а какие лучше не сочетать

Лиза
10 отличных сериалов, которые вы могли пропустить — на любой вкус 10 отличных сериалов, которые вы могли пропустить — на любой вкус

Достойные телешоу, на которые точно стоит обратить внимание

Esquire
Царь Борис Царь Борис

Борис Джонсон — будто пародия на представителя британского высшего класса

GQ
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
Наркотики и перестрелки: от чего так рано умерли Lil Peep, Тупак и другие рэперы Наркотики и перестрелки: от чего так рано умерли Lil Peep, Тупак и другие рэперы

Собрали истории рэперов, которые покинули этот мир слишком рано

Cosmopolitan
Истина в жене Истина в жене

Зачем прятать от мужа свои деньги и почему карьеру надо делать днем?

Cosmopolitan
Судьба телескопа Судьба телескопа

Зонд Hubble проработал на орбите 30 славных лет – но что ждет его дальше?

Популярная механика
Cамые опасные виды спорта в мире — топ-9 рискованных занятий Cамые опасные виды спорта в мире — топ-9 рискованных занятий

Рассказываем, какие самые опасные виды спорта существуют в мире

Cosmopolitan
Yoga Workout System: Welcome to the New Era Yoga Workout System: Welcome to the New Era

Последнее изобретение создателя метода YOGA 23 Андрея Сидерского

Yoga Journal
Протототалитаризм: история первого тоталитарного государства Протототалитаризм: история первого тоталитарного государства

Отправим тебя в Древний Египет, чтобы ты уже сам сориентировался на местности

Maxim
Стритвир умер, да здравствует стритвир: 9 марок уличной одежды, за которыми стоит следить Стритвир умер, да здравствует стритвир: 9 марок уличной одежды, за которыми стоит следить

Молодые проекты переосмысливают околоспортивную концепцию стритвира

Esquire
Машинное обучение помогло диагностировать рак по ДНК микроорганизмов в крови Машинное обучение помогло диагностировать рак по ДНК микроорганизмов в крови

Этот метод диагностирования универсален для всех типов рака

N+1
Что почитать на карантине, чтобы не заработать информационный невроз. 7 книг от главы Мicrosoft в России Что почитать на карантине, чтобы не заработать информационный невроз. 7 книг от главы Мicrosoft в России

Несколько книг, которые помогут прийти в себя

Forbes
Наука о блондинках и брюнетках: кто умнее? Наука о блондинках и брюнетках: кто умнее?

Светловолосые от рождения вовсе находятся на грани вымирания

Популярная механика
Первая встреча: как Тернер, Лопес и другие звезды встретили свою любовь Первая встреча: как Тернер, Лопес и другие звезды встретили свою любовь

Вот как познакомились эти известные пары, порой все было как в кино

Cosmopolitan
Ноутбуки Apple могут перейти на процессоры от смартфонов Ноутбуки Apple могут перейти на процессоры от смартфонов

"Яблочные" ноутбуки станут еще выносливее

Популярная механика
Схожие интересы Схожие интересы

Альтернативные варианты популярных туристических направлений

Grazia
Ненаследуемые особенности строения мозга определили поведение дрозофил Ненаследуемые особенности строения мозга определили поведение дрозофил

Индивидуальность в поведении мух не зависит от генетических особенностей

N+1
GMail для биткоина: как миллиардер-анархист создал главную криптобиржу США GMail для биткоина: как миллиардер-анархист создал главную криптобиржу США

Брайан Армстронг построил криптобиржу как главное хранилище цифровых активов

Forbes
Весеннее равновесие в аюрведе: продукты и специи, которые следует добавить в рацион Весеннее равновесие в аюрведе: продукты и специи, которые следует добавить в рацион

Здоровый рацион весной

Yoga Journal
Великая красота Великая красота

Соединение природы с архитектурой XVII века и невероятное изящество

Seasons of life
С советской спецификой С советской спецификой

В СССР суды над военными преступниками стали проводить уже в 1943 году

Дилетант
Масло только портит волосы? Разбираемся с экспертами, миф это или правда Масло только портит волосы? Разбираемся с экспертами, миф это или правда

Это средство любят за эффект блестящих, здоровых прядей

Cosmopolitan
Открыть в приложении