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 я полюбила себя и перестала бояться еды: история читательницы Cosmo Как я полюбила себя и перестала бояться еды: история читательницы Cosmo

Как и многие другие девушки, Маша столкнулась с расстройством пищевого поведения

Cosmopolitan
Тысячи сомиков-шмелей вскарабкались по водопадам Тысячи сомиков-шмелей вскарабкались по водопадам

Почему южноамериканские сомики-шмели необычно ведут себя у водопадов

N+1
Этичный миллиардер: владелец сети Patagonia решил платить сотрудникам зарплату даже после закрытия магазинов Этичный миллиардер: владелец сети Patagonia решил платить сотрудникам зарплату даже после закрытия магазинов

Владелец Patagonia закрыл магазины в 5 странах, но продолжает платить зарплату

Forbes
Почему свистит ремень генератора и как его проверить Почему свистит ремень генератора и как его проверить

Свистит ремень генератора: что делать и как проверить

РБК
Изготовлен «супермагнит», способный удержать энергию Солнца Изготовлен «супермагнит», способный удержать энергию Солнца

Первый гигантский сверхпроводящий магнит для токамака ITER готов в Италии

Популярная механика
Как соблазнить замужнюю женщину: подробное руководство Как соблазнить замужнюю женщину: подробное руководство

Когда чужой брак для их счастья не является помехой. Советы для парней

Playboy
Она смогла: 10 книг современных женщин, которые вдохновляют Она смогла: 10 книг современных женщин, которые вдохновляют

Книги современных авторов, которые мотивируют на заботу о себе

Cosmopolitan
Friends only. Что делать с сотрудниками, которые публикуют в соцсетях котиков Friends only. Что делать с сотрудниками, которые публикуют в соцсетях котиков

Cоцсети — это новая общественная культура, в которой есть свои «да» и «нет»

Forbes
11 интересных историй об изобретении 11 обыденных вещей 11 интересных историй об изобретении 11 обыденных вещей

Мы вспомнили истории вещей с действительно удивительными судьбами

Maxim
«Подушка безопасности — это не про малый бизнес»: почему небольшие проекты переносят пандемию тяжелее всех «Подушка безопасности — это не про малый бизнес»: почему небольшие проекты переносят пандемию тяжелее всех

Большинство энтузиастов, которые создают немассовый продукт, уйдут с рынка

Forbes
Запретов нет: личный опыт освоения средиземноморской диеты Запретов нет: личный опыт освоения средиземноморской диеты

Большинство диет предполагает ограничения в питании

Cosmopolitan
Принцы с телефонами: как члены королевских семей относятся к гаджетам? Принцы с телефонами: как члены королевских семей относятся к гаджетам?

Членам королевской семьи не чужды простые человеческие радости

Cosmopolitan
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
6 фактов о фильме «Начало», которые нам кто-то внедрил в подсознание 6 фактов о фильме «Начало», которые нам кто-то внедрил в подсознание

Фантастический триллер «Начало» было бы лучше перевести как «Запуск»

Maxim
«Москвичу» — 90 лет. Вспоминаем все культовые модели «Москвичу» — 90 лет. Вспоминаем все культовые модели

Cколько стоил советский седан и какие рекорды ставила марка, которой больше нет

РБК
О катастрофах и страхах. Размышления о прошлом на фоне настоящего О катастрофах и страхах. Размышления о прошлом на фоне настоящего

В том, что происходит сегодня во всем мире, нет ничего пугающего

СНОБ
Ретинол для лица: полная инструкция и лучшие кремы с ним Ретинол для лица: полная инструкция и лучшие кремы с ним

Вокруг ретинола ходит немало слухов и сомнений

Cosmopolitan
Муся Тотибадзе Муся Тотибадзе

Певица и актриса Муся Тотибадзе репетирует в БДТ роль мечты

Собака.ru
Помоги пушистику! Простые способы помочь бездомным животным Помоги пушистику! Простые способы помочь бездомным животным

Чем лучше подкормить бездомного пушистика и как найти нового хозяина?

Cosmopolitan
40 забавных твитов о жизни в браке 40 забавных твитов о жизни в браке

Залог прочного брака отчасти в том, чтобы смотреть на эти самые моменты с юмором

Psychologies
Кто умнее: кошки или собаки Кто умнее: кошки или собаки

Кто же лучше - собаки, поддающиеся дрессуре, или кошки, хитрые манипуляторы?

Популярная механика
Молодо, ярко: 7 эффективных digital-проектов 2019 года Молодо, ярко: 7 эффективных digital-проектов 2019 года

Яркие примеры успешных решений в digital-среде

Forbes
Пограничное состояние, или текс, мекс и индейцы Пограничное состояние, или текс, мекс и индейцы

Никакие пограничные посты не смогут разделить людей одной культуры

Вокруг света
15 правил воспитания, которые важно соблюдать родителям 15 правил воспитания, которые важно соблюдать родителям

Некоторые ошибки могут нанести сильный вред детской душе и безопасности

Psychologies
Джастин Тимберлейк и Анна Кендрик о фильме Джастин Тимберлейк и Анна Кендрик о фильме

Эксклюзивное интервью Джастина Тимберлейка и Анны Кендрик о новом фильме

Cosmopolitan
Переходят все границы Переходят все границы

«Ограниченные возможности» – это точно не про них!

Cosmopolitan
Няни поделились страшными секретами семей, в которых они работали Няни поделились страшными секретами семей, в которых они работали

Из этих жутких историй можно написать целый роман

Cosmopolitan
Более или менее? Более или менее?

Сколько средств нужно коже для полного счастья

Glamour
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
Открыть в приложении