Давняя загадка решена: физики выяснили, как во Вселенной появились магнитные поля

Магнитные поля имеют планеты, звезды, галактики и скопления галактик, но их происхождение остается одной из самых больших загадок. Исследование дает решение.

Одним из самых крупных нерешённых вопросов в астрофизике остаётся происхождение огромных магнитных полей во Вселенной. В новом исследовании, опубликованном в журнале The Astrophysical Journal, учёные предложили интересное объяснение этого явления, связанное с возникновением так называемой “пылевой батареи”.

Магнитные поля присутствуют в разных масштабах: от планет до целых галактик. Земля имеет своё магнитное поле, которое защищает нас от солнечного и космического излучения. В нашей солнечной системе Солнце обладает самым сильным магнитным полем, а Млечный Путь имеет поле, которое в миллион раз слабее, но оно охватывает области, протяжённостью в десятки тысяч световых лет. У скоплений галактик это поле может быть ещё больше, достигая нескольких миллионов световых лет в ширину.

Однако астрофизики долго не могли объяснить, как эти огромные магнитные поля возникли в первые этапы существования Вселенной. Современные теории, основанные на динамо-процессе, предполагают, что магнитные поля были “усилены” изначально слабым магнитным полем. Но как же появились эти начальные магнитные поля, “зародыши”?

Авторы нового исследования предлагают решение, связывая это явление с первичными звездами и межзвёздной пылью, которая начала играть ключевую роль в формировании магнитных полей. Когда Вселенной было несколько сотен миллионов лет, появились первые звезды. После их смерти в космосе остались частицы более тяжёлых элементов, чем водород и гелий. Эти частицы начали соединяться, образуя пыль.

Под воздействием звёздного излучения и трения частицы пыли получили электрический заряд. Когда возникали новые звезды, их мощное излучение проникало через межзвёздный газ и пыль, заставляя частицы двигаться. Двигаясь через газ, эти заряженные частицы создавали слабый, но масштабный электрический ток, который охватывал области в космосе до 1000 световых лет.

Из-за неравномерного воздействия излучения звезд на газ и пыль, частицы пыли нагревались и рассеивались неравномерно. Это создавало различия в электрическом токе между разными областями, что, по законам электромагнетизма, приводило к образованию слабого магнитного поля.

Это начальное магнитное поле было очень слабым — примерно в 1 миллиард раз слабее магнитного поля Земли. Однако оно было достаточно большим, чтобы активировать другие астрофизические процессы, такие как динамо-усиление, которые способствовали усилению и расширению магнитных полей, которые мы видим сегодня.

Хотя эта гипотеза ещё не подтверждена окончательно, астрофизики считают, что процесс “пылевой батареи” может быть важным элементом в моделях эволюции галактик и их магнитных полей, и его следует учитывать при дальнейшем исследовании космических магнитных полей.

Источник: Space