Галактическое магнитное поле — это магнитное поле, существующее у галактик. Происхождение магнитных полей спиральных галактик в конечном счёте определяется их вращением, однако это связь достаточно сложная. Вращение галактик приводит к тому, что межзвездная турбулентность в них становится зеркально асимметричной, а совместное действие дифференциального вращения и зеркально-асимметричной турбулентности позволяет индукционным эффектам приводить к самовозбуждению крупномасштабного магнитного поля галактик.
История изучения Начало изучения галактических магнитных полей положили американские астрономы Уильям Хилтнер и Джон Холл, которые в 1949 году обнаружили слабую поляризацию звёздного света в нашей Галактике. Хилтнер связал это явление с воздействием магнитного поля на пылевые частицы. Позднее он обнаружил аналогичный эффект в галактике М31. Э. Ферми, полагая, что космические лучи должны удерживаться в нашей Галактике достаточно сильным магнитным полем, пространственный масштаб которого должен быть сравним хотя бы с толщиной галактического диска, предположил, что это магнитное поле должно иметь напряженность в несколько микрогауссов. В 1996 году был опубликован масштабный обзор по исследованию магнитных полей галактик. В 2023 году международная команда учёных измерила самое отдалённое магнитное поле галактикои 9io9. Исследование помогло изучить формирование подобных полей в галактике. В частности, на данный момент космический телескоп Планк изучает магнитное поле галактики.
Возникновение и строение
В спиральных галактиках линии магнитного поля в грубом приближении близки к концентрическим окружностям, центр которых совпадает с центром галактики. В следующем приближении эти линии представляют собой разомкнутые спирали, которые после нескольких оборотов выходят из галактического диска и замыкаются в среде, окружающей этот диск.
Плотность энергии магнитных полей галактик сравнима с плотностью кинетической энергии межзвёздной среды, а значит, что они способны, как и магнитное поле Солнца, влиять на динамику среды.
Считается, что магнитные поля в спиральных галактиках часто имеют спиралевидный рисунок, выровненный по рукавам галактики, что указывает на тесную взаимосвязь со структурой и динамикой галактики.
Возникновение Теория «батареи Бирманна» объясняет возникновение магнитных полей в галактических масштабах движением электронов между менее и более плотными сгустками плазмы в диске галактики. Такое объяснение было предложено немецким физиком Людвигом Бирманном в 1950 году. Также существует теория динамо. Согласно ей, магнитные поля создаются за счёт движения проводящих жидкостей, таких как ионизированный газ (плазма), внутри галактик.
Кроме того, усиление турбулентности, вызванное взрывами сверхновых и звёздными ветрами, играет значительную роль в увеличении напряжённости магнитного поля в меньших масштабах, особенно в областях звездообразования.
Строение магнитного поля Млечного Пути Магнитные линии Млечного Пути собираются в магнитные рукава, которые сложным образом соотносятся с рукавами, которые видны в галактическом газе и в звёздах. Эти рукава могут чередоваться друг с другом, а могут и пересекаться. По данным на январь 2024 года, магнитные поля Млечного Пути значительно отклоняются от плоскости галактики. Линии магнитного поля примерно совпадают с Млечным Путем, однако в небольших масштабах растянуты на разные расстояния.
Магнитное поле в эллиптических галактиках В эллиптических галактиках магнитные поля, как правило, слабее и менее организованы, что отражает турбулентную и хаотическую природу их строения. Эллиптические галактики бедны газом, поэтому их магнитные поля много слабее. Там, где их удаётся измерить, они не превышают десятых долей микрогаусса.
Оценка величины магнитных полей в таких галактиках затруднена из-за малого количества атомарного водорода, необходимого для наблюдения зеемановского расщепления спектральных линий — одного из ключевых методов исследования космических магнитных полей.
Влияние на галактику Существует теория, что магнитные поля регулируют коллапс молекулярных облаков, защищают их от гравитационного коллапса и, таким образом, влияют на скорость звездообразования. Магнитные поля, возможно, рассеивают и ограничивают космические лучи, влияя на их энергетический спектр и распределение внутри галактик и по всей Вселенной.
Категория:Магнитосферы небесных тел Категория:Галактики