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

Как люди, сами того не замечая, массово уничтожают самых крупных рыб в мире Как люди, сами того не замечая, массово уничтожают самых крупных рыб в мире

Как морские магистрали нарушают среду обитания самых крупных рыб в мире

Популярная механика
Цвет нации Цвет нации

Талгат Баталов — талантливый молодой режиссер, который объехал всю Россию

OK!
В палеолитическом пещерном святилище впервые нашли голубые краски В палеолитическом пещерном святилище впервые нашли голубые краски

Люди эпохи верхнего палеолита пользовались красками голубых оттенков

N+1
Чтение выходного дня: роман Бенджамина Вуда «Станция на пути туда, где лучше» как разговор о травме. Публикуем его фрагмент Чтение выходного дня: роман Бенджамина Вуда «Станция на пути туда, где лучше» как разговор о травме. Публикуем его фрагмент

Отрывок из тревожного романа Вуда — знакомство с Дэниэлом и его родителями

Esquire
Сквирт или не сквирт: вопросы, советы, подводные камни Сквирт или не сквирт: вопросы, советы, подводные камни

Рассказываем, откуда берется струйный оргазм и на что он похож

Cosmopolitan
Попpобуй на вкус настоящей боpьбы: бои реконструкторов Попpобуй на вкус настоящей боpьбы: бои реконструкторов

Это обычные люди, но время от времени они превращаются в воинов Средневековья

Популярная механика
«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
9 неочевидных симптомов бесплодия, о которых стоит знать каждой паре 9 неочевидных симптомов бесплодия, о которых стоит знать каждой паре

Если вы не можете забеременеть в течение полугода, вам пора обратиться к врачу

Cosmopolitan
Ешь, молись Ешь, молись

Станислав Лисиченко попробовал представить еду будущего

Tatler
Всадник 2020: что ждет российский бизнес в период нестабильности Всадник 2020: что ждет российский бизнес в период нестабильности

Для бизнеса нынешний кризис — лакмусовая бумажка устойчивости бизнес-модели

Forbes
Мойра Морта мертва Мойра Морта мертва

Рассказ Линор Горалик «Мойра Морта мертва»

Esquire
Марблинг, геокэшинг и еще 5 новых занятий для счастья Марблинг, геокэшинг и еще 5 новых занятий для счастья

Новые модные хобби, которые помогут снять стресс и пережить неожиданные эмоции

РБК
Офис во время чумы: как организовать работу отдела на удаленке и не разорить компанию Офис во время чумы: как организовать работу отдела на удаленке и не разорить компанию

Какие подводные камни скрывает безобидный на первый взгляд режим работы из дома?

Forbes
7 причин заправлять постель каждый день: объясняют ученые 7 причин заправлять постель каждый день: объясняют ученые

Мы расскажем о причинах заправлять постель, обнаруженных учеными

Популярная механика
Поезд отправляется: самые красивые железнодорожные маршруты мира Поезд отправляется: самые красивые железнодорожные маршруты мира

Путешествие на поезде — это отдельный вид эстетического удовольствия

Forbes
10 отличных российских мужских брендов, которые стоит поддержать сейчас 10 отличных российских мужских брендов, которые стоит поддержать сейчас

10 самых интересных локальных марок мужской одежды

Esquire
9 книг для тех, кому понравился «Ведьмак» 9 книг для тех, кому понравился «Ведьмак»

10 книг, которые не разочаруют поклонников жанра фэнтези

Maxim
На свою голову На свою голову

Здоровые волосы, удачная укладка и правильное окрашивание — запомните это

Vogue
Конец салонной эпохи Конец салонной эпохи

Почему некогда популярный формат автосалона уходит в историю

Robb Report
Без дыма, без запаха Без дыма, без запаха

Нашей героине казалось, что бросить курить она сможет в любой момент

Здоровье
Почему мы переоцениваем наши силы и что с этим делать Почему мы переоцениваем наши силы и что с этим делать

Почему не стоит задирать планку требований к самому себе слишком высоко

РБК
13 научных доказательств, что женщины лучше мужчин 13 научных доказательств, что женщины лучше мужчин

Мы не можем спорить с наукой о женщинах

Maxim
Куда сбежать из города на праздники: Люксембург за 3 дня Куда сбежать из города на праздники: Люксембург за 3 дня

В программе — старинные замки, современное искусство и блошиные рынки

РБК
Арт-терапия Арт-терапия

Дизайн–дуэт Паломба вдохнул новую жизнь в старинное палаццо в Апулии

SALON-Interior
Мы все немного дураки? Мы все немного дураки?

Глупость – часть человеческой природы!

Psychologies
Учимся управлять своими деньгами Учимся управлять своими деньгами

Майкл Кей предлагает авторский подход к управлению деньгами

Psychologies
Огласите весь список, пожалуйста: чего мы хотим друг от друга? Огласите весь список, пожалуйста: чего мы хотим друг от друга?

У кого больше претензий к партнёру, у мужчин или у женщин

Cosmopolitan
У нарушителей режима отхода ко сну обнаружили учащенное сердцебиение У нарушителей режима отхода ко сну обнаружили учащенное сердцебиение

Это может повысить риск сердечно-сосудистых заболеваний

N+1
Голодный и добрый Голодный и добрый

Почему Джордж Маккей ни за что не выберет скучную роль

Esquire
Бармен — друг молодежи: как россиянка запускала самый модный бар в сицилийской деревне Бармен — друг молодежи: как россиянка запускала самый модный бар в сицилийской деревне

Что бывает, когда персонал любит своих клиентов больше, чем нанимателя

Forbes
Открыть в приложении