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

Продукты, снижающие и повышающие холестерин: правильное питание для сердца и сосудов Продукты, снижающие и повышающие холестерин: правильное питание для сердца и сосудов

Что именно нужно есть, а от чего лучше отказаться для здоровья сердца и сосудов

Популярная механика
«Двадцатый век» – безумный канадский фильм с эякулирующими кактусами в духе Дэвида Линча «Двадцатый век» – безумный канадский фильм с эякулирующими кактусами в духе Дэвида Линча

«Двадцатый век» – странная и притягательная картина о восхождении к власти

GQ
Способ приготовления кофе влияет на продолжительность вашей жизни Способ приготовления кофе влияет на продолжительность вашей жизни

Какой способ приготовления кофе сохраняет защитные эффекты напитка?

ТехИнсайдер
Павианы не захотели расставаться с мертвыми детенышами Павианы не захотели расставаться с мертвыми детенышами

Павианы носили трупы своих или чужих детенышей, вычесывали и охраняли их

N+1
Используй ложку и телефон: 20 способов доставить себе удовольствие Используй ложку и телефон: 20 способов доставить себе удовольствие

Двадцать разных способов мастурбации на любой вкус и цвет

Cosmopolitan
Ольга Сутулова: «Умение любить жизнь вызывает у меня чистый восторг» Ольга Сутулова: «Умение любить жизнь вызывает у меня чистый восторг»

Ольга Сутулова о новых проектах, самокритике и умении радоваться жизни

Grazia
Как понять, что я нарцисс? Как понять, что я нарцисс?

Можем ли мы увидеть нарциссические черты в себе и попытаться их скорректировать

Psychologies
Умный дом: 10 лайфхаков, чтобы уборку было делать проще Умный дом: 10 лайфхаков, чтобы уборку было делать проще

Как организовать пространство, чтобы убираться было удобнее

Cosmopolitan
Сколько стоят «путинские каникулы» Сколько стоят «путинские каникулы»

«Путинские каникулы» замедлят экономический рост в 2020 году

Forbes
«Мне не нравилось то, как подло он вел себя по отношению к некоторым людям»: Сьюзан Зонтаг о романе с Иосифом Бродским «Мне не нравилось то, как подло он вел себя по отношению к некоторым людям»: Сьюзан Зонтаг о романе с Иосифом Бродским

Об отношениях американской писательницы Сьюзан Зонтаг с Иосифом Бродским

Forbes
Тестируем ИБП для компьютера: надолго ли его хватает? Тестируем ИБП для компьютера: надолго ли его хватает?

Сколько времени после отключения питания даст источник бесперебойного питания

CHIP
Ошибки, которые превратят тебя в Ошибки, которые превратят тебя в

Весна — не время для скучных сочетаний

Cosmopolitan
Black Cupro — люди в черном Black Cupro — люди в черном

Однажды в черной-черной комнате встретились двое в черном и замыслили нечто

Playboy
7 документальных фильмов о моде, которые можно посмотреть онлайн 7 документальных фильмов о моде, которые можно посмотреть онлайн

От кроссовок Джеффа Голдблюма до фабрик в Бангладеш

GQ
Жили бы ли? Жили бы ли?

История не терпит не только условного, но и повелительного наклонения

GQ
Вопросы на засыпку Вопросы на засыпку

Найдите ответы на пять простых, но каверзных вопросов, призвав на помощь логику

Наука и жизнь
По следу анемии По следу анемии

Бледный вид, апатия и слабость могут оказаться не симптомами усталости

Здоровье
Легкая Мальборо Легкая Мальборо

Хьюго Викерс вспоминает его самую нелюбимую хозяйку — герцогиню Мальборо

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

Большинство диет предполагает ограничения в питании

Cosmopolitan
Тройная броня российских нефтяников: как Россия подготовилась к ценовой войне с Саудовской Аравией Тройная броня российских нефтяников: как Россия подготовилась к ценовой войне с Саудовской Аравией

Нефтедобывающие компании России способны пережить кратковременную ценовую войну

Forbes
Переспать и выжить: сколько на самом деле нужно спать Переспать и выжить: сколько на самом деле нужно спать

Сколько все-таки нужно спать, и работает ли тут правило “чем больше, тем лучше”

Популярная механика
Память — главная функция мозга Память — главная функция мозга

Отвечает директор Научного центра неврологии РАН академик Михаил Пирадов

Наука и жизнь
Код независимости: как Лукашенко снижает зависимость Белоруссии от России через цифровую экономику Код независимости: как Лукашенко снижает зависимость Белоруссии от России через цифровую экономику

Александр Лукашенко пытается снизить влияние России на Белоруссию

Forbes
Драгоценное зернышко Драгоценное зернышко

Золотодобыча в современных условиях

Популярная механика
Хвост малой косатки оказался самым эффективным Хвост малой косатки оказался самым эффективным

Американские ученые смоделировали движение хвостового плавника

N+1
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
Темный цвет волос у мужчин связали с ранним пубертатом и короткой жизнью Темный цвет волос у мужчин связали с ранним пубертатом и короткой жизнью

Судя по всему, эта корреляция работает для обоих полов

N+1
Женская солидарность: 7 манифестов героинь Forbes Woman о равенстве в бизнесе и жизни Женская солидарность: 7 манифестов героинь Forbes Woman о равенстве в бизнесе и жизни

Каких успехов женщины добились на этом поприще за последние 10 лет

Forbes
Правила тонировки — 2020: штрафы, нюансы, методы проверки Правила тонировки — 2020: штрафы, нюансы, методы проверки

Какие существуют способы тонировки, можно ли попасть под арест за темные стекла

РБК
Правила жизни Брюса Уиллиса Правила жизни Брюса Уиллиса

Правила жизни Крепкого орешка

Esquire
Открыть в приложении