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

Почему мы так плохо помним наше детство? Почему мы так плохо помним наше детство?

Почему у большинства людей нет никаких воспоминаний о первых 3-4 годах жизни

Популярная механика
125 лет компании Skoda 125 лет компании Skoda

Разбираемся в запутанной истории Skoda

4x4 Club
Риск инфаркта оказался меньше после шунтирования желудка по сравнению с рукавной пластикой Риск инфаркта оказался меньше после шунтирования желудка по сравнению с рукавной пластикой

Риск инфаркта миокарда ниже после шунтирования желудка, чем после гастропластики

N+1
Луч надежды Луч надежды

Как создается российское медоборудование для диагностики и лечения заболеваний

Популярная механика
«Средневековье в латах» «Средневековье в латах»

Как умирали и какие раны наносили друг другу средневековые воины

N+1
Женское сердце: что вам нужно знать? Женское сердце: что вам нужно знать?

Как значительно снизить риски от сердечно-сосудистых заболеваний

Домашний Очаг
Как фирма однокурсника Путина стала крупнейшей юридической компанией России Как фирма однокурсника Путина стала крупнейшей юридической компанией России

Фирма «Егоров, Пугинский, Афанасьев и партнеры» была небольшим адвокатским бюро

Forbes
Работа под прикрытием Работа под прикрытием

Потянешь ли ты еще одно дело?

Лиза
Умные попугаи, рыбы-гермафродиты: 7 фактов о животных Умные попугаи, рыбы-гермафродиты: 7 фактов о животных

Рассказываем о малоизвестных фактах о животных, обнаруженных учеными

Популярная механика
«Радость моя продолжалась недолго»: ответ бизнесмена Лебедева на статью бизнес-омбудсмена Титова «Радость моя продолжалась недолго»: ответ бизнесмена Лебедева на статью бизнес-омбудсмена Титова

Александр Лебедев откликнулся на статью Бориса Титова

Forbes
Евгений Чичваркин: «Делом всей жизни можно заниматься не сходя с кровати» Евгений Чичваркин: «Делом всей жизни можно заниматься не сходя с кровати»

Евгений Чичваркин об отношениях с возрастом, философии жизни и новом поколении

Forbes

В США и Европе не только обмениваются брачными клятвами, но еще и обновляют их

Cosmopolitan
Ешь, молись Ешь, молись

Станислав Лисиченко попробовал представить еду будущего

Tatler
Кто всех переживет в кризис: правда ли женщины психически устойчивее мужчин Кто всех переживет в кризис: правда ли женщины психически устойчивее мужчин

Есть расхожее мнение, что женская психика устойчивее мужской

Forbes
Дэниел Крейг: “У кого-то другого трава всегда зеленее. Это разрушает” Дэниел Крейг: “У кого-то другого трава всегда зеленее. Это разрушает”

Что значит мужественность для Дэниела Крейга

Psychologies
Названа настоящая форма гелиосферы: забудьте, чему вас учили в школе Названа настоящая форма гелиосферы: забудьте, чему вас учили в школе

Солнечный "барьер" нашей звездной системы выглядит не так, как мы представляли

Популярная механика
Трансформируюсь! Трансформируюсь!

Киберхудожник и трансгуманист из Петербурга Никита Реплянский

Собака.ru
Давайте жить дружно! Давайте жить дружно!

Нам ежедневно приходится общаться со множеством людей

Здоровье
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
Физики создали источник терагерцовых волн с рекордно широким спектром Физики создали источник терагерцовых волн с рекордно широким спектром

Новый источник терагерцового излучения превосходит аналоги на порядок

N+1
В гармонии с собой — в сотворчестве со Вселенной В гармонии с собой — в сотворчестве со Вселенной

Волшебные практики, которые помогают сохранять радость и равновесие

Yoga Journal
«Ну просто копия Элвиса!»: внуки и правнуки звезд, унаследовавшие их черты «Ну просто копия Элвиса!»: внуки и правнуки звезд, унаследовавшие их черты

Некоторые дети позаимствовали черты от более дальних родственников

Cosmopolitan
Астрономы выявили поляризационную структуру быстрого радиовсплеска Астрономы выявили поляризационную структуру быстрого радиовсплеска

Однозначный выводов о природе источника пока сделать не удается

N+1
Ваятель Павел Соколов Ваятель Павел Соколов

«Золотым веком» русской скульптуры принято называть эпоху классицизма

Наука и жизнь
Моментальное решение задач и почти абсолютная защита данных: как применяют квантовые технологии и в чём их недостатки Моментальное решение задач и почти абсолютная защита данных: как применяют квантовые технологии и в чём их недостатки

Обзор современных разработок и компаний, которые создают квантовые компьютеры

VC.RU
Пока все дома: как научиться работать «на удаленке» и не впасть в депрессию Пока все дома: как научиться работать «на удаленке» и не впасть в депрессию

Как простым сотрудникам пережить переход «на удаленку» без особых потерь

Forbes
Мировой рекорд по длине члена и другие интимные достижения человечества Мировой рекорд по длине члена и другие интимные достижения человечества

В эти рекорды человечества сложно поверить с первого раза

Playboy
Как правильно точить ножи бруском, мусатом, кожаным ремнем и другими средствами Как правильно точить ножи бруском, мусатом, кожаным ремнем и другими средствами

Клинок всегда должен быть острым

Playboy
Стрельба втемную Стрельба втемную

Эта история российского стрелка Влада Лобаева началась с ролика на Youtube

Популярная механика
Страх перед менопаузой: почему мы боимся стареть? Страх перед менопаузой: почему мы боимся стареть?

Очень часто приближение менопаузы становится причиной депрессии

Psychologies
Открыть в приложении