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

Ожоги: какие бывают, как лечить и что точно нельзя с ними делать Ожоги: какие бывают, как лечить и что точно нельзя с ними делать

Основные правила первой помощи при ожогах

Популярная механика
Как скрасить карантин: лучшие фильмы про эпидемии Как скрасить карантин: лучшие фильмы про эпидемии

Подборка фильмов с жуткими сюжетами про вирусы

Популярная механика
Ученые описали оптимальный отдых, который действительно восстановит ваши силы Ученые описали оптимальный отдых, который действительно восстановит ваши силы

Как спланировать свой отпуск, чтобы получить от него максимальную пользу

Psychologies
Это еще цветочки Это еще цветочки

Пять «Грэмми», выступление на «Оскаре» и саундтрек к новому Бонду

Vogue
6 мифов о сексе, которые подрывают отношения 6 мифов о сексе, которые подрывают отношения

Самые популярные мифы, касающиеся секса

Psychologies
Mazda CX-5 Zima Edition. Кроссовер для зимы, которой не было Mazda CX-5 Zima Edition. Кроссовер для зимы, которой не было

Mazda CX-5 Zima – качественный и быстрый кроссовер с новыми полезными штуками

4x4 Club
Чудо на газоне Чудо на газоне

Спорт не только объединяет нации, но еще и постоянная фигня какая-то

Maxim
Как отличить самоубийство от убийства Как отличить самоубийство от убийства

Отрывок из книги самого востребованного криминалиста Англии Анджелы Галлоп

СНОБ
Панические настроения: почему мы скупаем гречку и туалетную бумагу Панические настроения: почему мы скупаем гречку и туалетную бумагу

Размеренная жизнь вдруг превратилась в сценарий фильма-катастрофы

Psychologies
Пельш, Зеленский и другие: кто из звезд начинал с КВН, а ты и не знала Пельш, Зеленский и другие: кто из звезд начинал с КВН, а ты и не знала

Через школу КВН прошло очень много российских комиков и шоуменов

Cosmopolitan
«Человек-невидимка» – блестящая иллюстрация термина «газлайтинг» «Человек-невидимка» – блестящая иллюстрация термина «газлайтинг»

Как женщина может почувствовать себя неполноценной или даже безумной

GQ
Франсис Лемперер: «Когда в арсенале врача изобилие лекарств, главным качеством профессионала становится сдержанность» Франсис Лемперер: «Когда в арсенале врача изобилие лекарств, главным качеством профессионала становится сдержанность»

В чём суть гомеопатического лечения и как проходит консультация у гомеопата

Здоровье
Маленькая хищница: как расплачиваются юные разлучницы Маленькая хищница: как расплачиваются юные разлучницы

Молодая любовница стареющего мужчины - отрицательный фольклорный персонаж

Cosmopolitan
Оправдания для обнуления. Как государство защищается от критиков Оправдания для обнуления. Как государство защищается от критиков

Государство пытается защитить президента от обвинений в узурпации власти

СНОБ
Панацея, дочь Асклепия: можно ли создать лекарство от всех болезней Панацея, дочь Асклепия: можно ли создать лекарство от всех болезней

Призрачная надежда получить создать универсальную таблетку

Популярная механика
9 правил истинных лжецов 9 правил истинных лжецов

«Мастера обмана» сочиняют по правилам, и, зная их, мы сумеем вычислить лгуна

Psychologies
«Мы получили странный кризис» «Мы получили странный кризис»

Интервью с экономистом Александром Абрамовым о глобальном экономическом кризисе

Огонёк
Чувство стиля Чувство стиля

Загородный дом в Калининграде в стиле американская классика

SALON-Interior
Вуди Аллен выпустил мемуары, в которых назвал себя Вуди Аллен выпустил мемуары, в которых назвал себя

В своих мемуарах Аллен рассказывает о Харви Вайнштейне и об отношениях с семьей

Esquire
Почему жители марсианских городов могут стать болезненными очкариками Почему жители марсианских городов могут стать болезненными очкариками

Поколения, выросшие на Марсе, будут разительно отличаться от "землян"

Популярная механика
Приставания на улице: хватит это терпеть! Приставания на улице: хватит это терпеть!

Что чувствуешь, когда незнакомый тебе мужчина вдруг начинает приставать к тебе?

Cosmopolitan
Одиночки не одиноки Одиночки не одиноки

Нам часто кажется, что те, у кого нет семьи, страдают от одиночества

Psychologies
Футбольный клуб миллиардера Галицкого заявил о создании женской команды Футбольный клуб миллиардера Галицкого заявил о создании женской команды

В ФК «Краснодар» будет женская футбольная команда

Forbes
Правила жизни Харпер Ли Правила жизни Харпер Ли

Правила жизни американской писательницы, автора романа «Убить пересмешника»

Esquire
Брак в 15 лет и смерть от чумы: кем на самом деле была Нефертити Брак в 15 лет и смерть от чумы: кем на самом деле была Нефертити

Нефертити — одна из самых известных фигур в истории Древнего Египта

Cosmopolitan
Не ослепнуть от гаджета: 5 правил для здоровья зрения от эксперта Не ослепнуть от гаджета: 5 правил для здоровья зрения от эксперта

Как сохранить зрение и не пропадать из сети, рассказывает врач-офтальмолог

Популярная механика
Шесть навыков программирования, которые стоит освоить взрослым и детям Шесть навыков программирования, которые стоит освоить взрослым и детям

Научиться создавать чат-боты в соцсетях и программировать роботов не сложно

РБК
Записались в актив Записались в актив

Надежда Оболенцева о том, стоит ли делить людей на сильных и слабых

Grazia
Вещи, мысли и музыкальные наследники Курта Кобейна Вещи, мысли и музыкальные наследники Курта Кобейна

Esquire разобрался в мыслях, вещах и музыкальных наследниках Курта Кобейна

Esquire
Приключения авантюриста и каналокопателя Фердинанда де Лессепса Приключения авантюриста и каналокопателя Фердинанда де Лессепса

Человек, который ухитрился уместить в свою жизнь главный триумф и главный провал

Maxim
Открыть в приложении