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

Андроиды на страже порядка: какие должности занимают роботы на службе у разных государств Андроиды на страже порядка: какие должности занимают роботы на службе у разных государств

Роботы по всему миру помогают людям избавиться от рутинной работы

Популярная механика
Старое по-новому Старое по-новому

Как адаптироваться на работе после декрета и быстрее войти в новый ритм

Лиза
За 10 лет арктические дафнии не смогли приспособиться к потеплению За 10 лет арктические дафнии не смогли приспособиться к потеплению

Почему особи бесполых дафний плохо переносят потепление

N+1
Неужели им верили? Абсурдные шоу про экстрасенсов, которые смотрела вся страна Неужели им верили? Абсурдные шоу про экстрасенсов, которые смотрела вся страна

«Внутри вас сидит сущность в виде гномика»

Cosmopolitan
Это не то,что вы подумали: страпонтен, клитория, епитрахиль — слова, за которые вам не должно быть стыдно Это не то,что вы подумали: страпонтен, клитория, епитрахиль — слова, за которые вам не должно быть стыдно

О словах, за которые вам не должно быть стыдно, пусть и звучат они забавно

ТехИнсайдер
«Просто притворись лузером»: как получить больше денег и полномочий, не ввязываясь в интриги «Просто притворись лузером»: как получить больше денег и полномочий, не ввязываясь в интриги

Как добиться повышения в должности и зарплате, не прося об этом напрямую

Forbes
Как быть бездетным: 17 фактов о тех, кто не хочет заводить детей Как быть бездетным: 17 фактов о тех, кто не хочет заводить детей

Многие столетия считалось, что женщина может выразить себя только в материнстве

Psychologies
Бабушки, гангстеры и далматинцы: за что мы любим бренд Casablanca Бабушки, гангстеры и далматинцы: за что мы любим бренд Casablanca

Парижский бренд с марокканскими корнями решительно набирает обороты

GQ
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
Подключение проходного выключателя: как это делать правильно? Подключение проходного выключателя: как это делать правильно?

Объясняем подробно со схемами и примерами, как подключить проходной выключатель

CHIP
Х – значит «Холостяк»: интервью с новым героем шоу Антоном Криворотовым Х – значит «Холостяк»: интервью с новым героем шоу Антоном Криворотовым

Что ждет от популярного и обсуждаемого шоу совершенно не медийный человек

Cosmopolitan
Как спасти пересоленный суп и другие полезные лайфхаки для ведения хозяйства Как спасти пересоленный суп и другие полезные лайфхаки для ведения хозяйства

Эти советы помогут не только упростить жизнь, но и сохранить семейный бюджет

Cosmopolitan
Умная библиотека Умная библиотека

Правильное хранение книг, газет и журналов – как не утонуть в бумажном море?

Лиза
Владимир В. Видеманн: Последнее десятилетие СССР глазами мистической богемы Владимир В. Видеманн: Последнее десятилетие СССР глазами мистической богемы

Отрывок из новой книги писателя и историка Владимира В. Видеманна

СНОБ
Даже не пытайтесь слушать новый альбом The Weeknd в плохом настроении Даже не пытайтесь слушать новый альбом The Weeknd в плохом настроении

Хейтеры скажут, что Абель Тесфайе написал альбом в честь Беллы Хадид

GQ
Кругосветное путешествие Алексея Камерзанова. Ангола Кругосветное путешествие Алексея Камерзанова. Ангола

Мы въезжали в Анголу из Намибии, пересекая разделяющую страны реку Кунене

4x4 Club
Как продуктивно и комфортно работать из дома: советы издания AdWeek Как продуктивно и комфортно работать из дома: советы издания AdWeek

Как не потерять в удобстве и получать удовольствие от работы из дома

VC.RU
13 современных дизайнеров, у которых есть стиль 13 современных дизайнеров, у которых есть стиль

Далеко не все модельеры ходят только в черном

GQ
Пора научиться поддерживать любимых людей в трудных ситуациях Пора научиться поддерживать любимых людей в трудных ситуациях

Давайте будем откровенными, смерть беспокоит всех

GQ
Тусовочное место Тусовочное место

Как основатели Bash.Today цифровизировали сферу организации мероприятий

Forbes
Виктор Вексельберг: «Сколково» открыто для тех, кто приближает будущее Виктор Вексельберг: «Сколково» открыто для тех, кто приближает будущее

Интервью с президентом фонда «Сколково» Виктором Вексельбергом

СНОБ
Руководство для невольного домоседа: чем заняться дома во время карантина Руководство для невольного домоседа: чем заняться дома во время карантина

Перечень занятий, которые скрасят пребывание в четырех стенах

Esquire
Как стать для него музой: 5 правил жизни с талантливым мужчиной Как стать для него музой: 5 правил жизни с талантливым мужчиной

Что делать, если ты влюбилась в талантливого мужчину и как стать для него музой

Cosmopolitan
Неувольняемые: кому всегда будут платить миллионы на рынке труда Неувольняемые: кому всегда будут платить миллионы на рынке труда

Навыки продуктивного нетворкинга станут ключевым преимуществом в бизнесе

Forbes
«Замедлим распространение этой хрени»: как и зачем российский бизнес переходит на удаленку «Замедлим распространение этой хрени»: как и зачем российский бизнес переходит на удаленку

Почему нельзя работать в пижаме и зачем включать видео при созвонах?

Forbes
Фитиновая кислота: найти и обезвредить Фитиновая кислота: найти и обезвредить

В ряде полезных растений содержится коварная фитиновая кислота

Здоровье
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
Илья Варламов: Для чего развивать общественный транспорт Илья Варламов: Для чего развивать общественный транспорт

Одна из глав книга урбанистов Ильи Варламова и Максима Каца «100 советов мэру»

СНОБ
Тяжесть положения Тяжесть положения

Василий Артемьев выводит отечественное регби на вселенский уровень

Tatler
Дневник Анны Дневник Анны

Анна Семак воспитывает семерых детей, пишет книги и снимает кино

Vogue
Открыть в приложении