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

На Земли лишь два вида птиц, умеющих делать орудия труда На Земли лишь два вида птиц, умеющих делать орудия труда

Вороны умеют изготовлять и использовать орудия труда для добычи пищи

Популярная механика
MAXIM рецензирует политический триллер с Пенелопой Крус «Афера в Майами» MAXIM рецензирует политический триллер с Пенелопой Крус «Афера в Майами»

Не верится, что хорошие фильмы еще выходят на экраны

Maxim
Формирование визуомоторных ассоциаций оказалось зависимо от мозжечка Формирование визуомоторных ассоциаций оказалось зависимо от мозжечка

Нейробиологи выяснили, что мозжечок важен не только для моторных функций

N+1
Мам, мы выросли! Мам, мы выросли!

Отношения со взрослыми родителями – тема сложная

Домашний Очаг
Прокладывая путь: как София Ионеску стала первой в мире женщиной-нейрохирургом Прокладывая путь: как София Ионеску стала первой в мире женщиной-нейрохирургом

София Ионеску — первая женщина-врач, которая провела операцию на головном мозге

Forbes
Нет начёсу! 9 неудачных причесок, из-за которых мы выглядим старше своих лет Нет начёсу! 9 неудачных причесок, из-за которых мы выглядим старше своих лет

Неудачная прическа может нас "состарить" на 10 и даже больше лет

Cosmopolitan
Играет в защите Играет в защите

Обсуждаем важные вопросы фем-повестки с Элизабет Мосс

Grazia
Доктор из будущего Доктор из будущего

Как найти настоящего профессионала и как он поможет нам прожить больше ста лет

Vogue
70 лет полной изоляции: история затворницы, прожившей в тайге всю жизнь 70 лет полной изоляции: история затворницы, прожившей в тайге всю жизнь

Агафья Лыкова — старообрядка, одна живущая в глухой сибирской тайге

Cosmopolitan
Как сестра Ким Кардашьян устроила бум продаж в российском интернет-магазине Как сестра Ким Кардашьян устроила бум продаж в российском интернет-магазине

Откройте Instagram: там вы обнаружите актуальные модные тренды

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

Давайте будем откровенными, смерть беспокоит всех

GQ
Танкист прямой демократии Танкист прямой демократии

«Мы занимаемся не политической борьбой, а продвижением идеи»

Эксперт
В России стало меньше машин, пробок и аварий. Что дальше? В России стало меньше машин, пробок и аварий. Что дальше?

На дорогах стало свободнее после перехода многих компаний на удаленный режим

РБК
Пора отправиться на онлайн-свидание Пора отправиться на онлайн-свидание

Проверим, возможна ли любовь с первого скайпа

GQ
Тим Райс: «Хорошая история — прежде всего» Тим Райс: «Хорошая история — прежде всего»

Интервью с автором либретто мюзикла «Иисус Христос — суперзвезда»

Эксперт
Щедрость за чужой счет и новые налоги. Что Путин послал нации Щедрость за чужой счет и новые налоги. Что Путин послал нации

Обращение продемонстрировало не вполне адекватное восприятие происходящего

СНОБ
Как носить украшения, чтобы не выглядеть дамой из прошлого, — звездные секреты Как носить украшения, чтобы не выглядеть дамой из прошлого, — звездные секреты

Какие приемы подсмотреть у звезд, чтобы сделать свой образ эффектным

Cosmopolitan
Распределение материи и гамма-лучей указало на аннигиляцию темной материи Распределение материи и гамма-лучей указало на аннигиляцию темной материи

Обнаружена корреляцию между материей во Вселенной и фоновым гамма-излучением

N+1
Как семья Аньелли управляет миром Как семья Аньелли управляет миром

История империи некоронованных королей Италии

GQ
Худшие подарки на 8 марта: пожалуйста, не покупай их своей девушке Худшие подарки на 8 марта: пожалуйста, не покупай их своей девушке

Безликость подарка — признак безразличия

Playboy
Минисериал на выходные: какими получились «Разрабы» о мрачном мире будущего Минисериал на выходные: какими получились «Разрабы» о мрачном мире будущего

В марте на Hulu вышли «Разрабы» — мрачный сериал о Силиконовой долине

Esquire
Миссия выполнима: как проследить за кем угодно через камеру его смартфона Миссия выполнима: как проследить за кем угодно через камеру его смартфона

Специалисты по кибербезопасности нашли множество уязвимостей в ОС Andoroid

Cosmopolitan
Начать с главного Начать с главного

Проект квартиры, в котором кухня по авторскому дизайну стала ключевым элементом

SALON-Interior
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
Алина Фаркаш рассуждает о том, почему так здорово быть некрасивой Алина Фаркаш рассуждает о том, почему так здорово быть некрасивой

У каждого из нас свои представления об идеальном

Cosmopolitan
Старший по планете Старший по планете

Став царем природы, человек лишь недавно осознал свою ответственность за Землю

РБК
Непроницаемость графена опровергли водородом Непроницаемость графена опровергли водородом

Вещество одноатомной толщины не пропускает ничего, кроме водорода

N+1
Фитиновая кислота: найти и обезвредить Фитиновая кислота: найти и обезвредить

В ряде полезных растений содержится коварная фитиновая кислота

Здоровье
10 насекомых, из-за которых вы передумаете посещать Японию 10 насекомых, из-за которых вы передумаете посещать Японию

Суровая японская природа, наполненная жуткими насекомыми и арахнидами

Популярная механика
Цветы зла: что нужно нарциссу Цветы зла: что нужно нарциссу

Отношения с нарциссом сначала напоминают сказку, а потом – драму и триллер

Cosmopolitan
Открыть в приложении