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
15 фильмов про апокалипсис, которые стоит увидеть 15 фильмов про апокалипсис, которые стоит увидеть

Эта подборка фильмов и сериалов поможет посмотреть на Армагеддон под новым углом

GQ
Астероид с вероятностью 1,2% может столкнуться с Землей в 2032 году Астероид с вероятностью 1,2% может столкнуться с Землей в 2032 году

Ученые NASA заметили астероид, который может врезаться в Землю в 2032 году

ТехИнсайдер
Выгодно, но не всегда Выгодно, но не всегда

Популярности каршеринга удалось добиться драконовскими мерами

Эксперт
Ученые обнаружили планету, на которой возможно есть жизнь Ученые обнаружили планету, на которой возможно есть жизнь

Какая еще планета, кроме Марса, способна поддерживать жизнь?

Inc.
8 экстремальных посадок самолетов 8 экстремальных посадок самолетов

Как в «Экипаже», только по-настоящему!

Maxim
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
Ни сна, ни отдыха измученной душе Ни сна, ни отдыха измученной душе

Может ли принудительное лишение сна помочь при депрессии?

N+1
Как успеть продать компьютер, пока он не стал ненужным хламом? Как успеть продать компьютер, пока он не стал ненужным хламом?

Когда технику можно продать за достойные деньги?

CHIP
Жутко интересно: 5 самых мистических гостиниц Жутко интересно: 5 самых мистических гостиниц

Эти места идеальных для путешественников, которые жаждут адреналина

Популярная механика
Кетодиета: за и против Кетодиета: за и против

Насколько кетодиета уместна для тех, кто хочет сбросить вес?

Худеем правильно
Развод? Не верим! Невероятная история любви Джигана и Оксаны Самойловой Развод? Не верим! Невероятная история любви Джигана и Оксаны Самойловой

Вспомнили историю любви Джигана и Оксаны Самойловой

Cosmopolitan
10 растений для ленивых садоводов 10 растений для ленивых садоводов

Пора решить: залить участок асфальтом или посадить вот это всё и расслабиться

Maxim
Вызывает ли зависимость шоколад: 7 фактов о сладком Вызывает ли зависимость шоколад: 7 фактов о сладком

Насколько питателен шоколад? Вызывает ли он привыкание?

Популярная механика
Настоящая Мулан: не обрезала волосы и 12 лет притворялась мужчиной Настоящая Мулан: не обрезала волосы и 12 лет притворялась мужчиной

В самой ранней версии легенды Хуа Мулань воевала 12 лет

Cosmopolitan
«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
Новая реальность: есть ли жизнь при нефти по $30? Новая реальность: есть ли жизнь при нефти по $30?

Общие потери экономики при падении цен на нефть можно оценить в $100 млрд в год

Forbes
Предменструальный синдром как индикатор того, сколько у вас жизненных сил Предменструальный синдром как индикатор того, сколько у вас жизненных сил

Причина перемены настроений во время ПМС кроется в энергетическом статусе

Psychologies
Дом культур Дом культур

В разные годы парижский отель Lutetia спасал Шарля де Голля от немецкой армии

GQ
Жители Новой Гвинеи вступили в неолит за тысячу лет до прихода мигрантов из Азии Жители Новой Гвинеи вступили в неолит за тысячу лет до прихода мигрантов из Азии

Археологи обнаружили на острове Новая Гвинея стоянку c предметами быта

N+1
Сверхбыстрая спектроскопия помогла увидеть распределение энергии при фотосинтезе Сверхбыстрая спектроскопия помогла увидеть распределение энергии при фотосинтезе

Ученые исследовали механизм перераспределения избыточной энергии света

N+1
Святая простота. Почему так привлекателен мир без правил Святая простота. Почему так привлекателен мир без правил

Теперь система вступает на путь прямых и примитивных ответов на любые вызовы

СНОБ
Села батарейка: как вернуть интерес к работе Села батарейка: как вернуть интерес к работе

Почему происходит эмоциональное выгорание и как с этим справиться

Psychologies
Голодный и добрый Голодный и добрый

Почему Джордж Маккей ни за что не выберет скучную роль

Esquire
Королевская свадьба-2020: история отношений принцессы Беатрис и Эдоардо Моцци Королевская свадьба-2020: история отношений принцессы Беатрис и Эдоардо Моцци

Единственная королевская свадьба в 2020 году

Cosmopolitan
Как сделать Как сделать

Можно ли выглядеть роскошно, несмотря на скромное наполнение косметички?

Cosmopolitan
Нарушители, которым не приходят штрафы: в ГИБДД придумали наказание Нарушители, которым не приходят штрафы: в ГИБДД придумали наказание

Власти разработали новые способы по борьбе с иностранными водителями

РБК
Неизвестные первые леди Союза: жёны генсеков, которые избегали публичности Неизвестные первые леди Союза: жёны генсеков, которые избегали публичности

Не все жёны лидеров СССР были на виду

Cosmopolitan
Чистая кухня Чистая кухня

Тренд на экологичность и ремесленный подход начинается с еды

GQ
Мастера изоляции: как организована жизнь на МКС Мастера изоляции: как организована жизнь на МКС

Восемь фактов о буднях работников самого высокого офиса человечества

GQ
Открыть в приложении