Скрытые линии магнитного поля простираются на миллионы световых лет по всей Вселенной
Ученые обнаружили, что магнитные поля проходят через большую часть открытого космоса. Они распространены по всей вселенной на миллионы световых лет и представляют собой скрытые линии. Если действительно эти поля датируются Большим взрывом, то они могут раскрыть большую космологическую загадку.
Астрономы всего мира работают над изучением магнитных полей. Они придумывают новые способы поиска этих полей, обследуют все более отдаленные части космического пространства и необъяснимым образом находят их.
Магнитные поля
Эти силовые поля, в сущности, похожи на те, которые исходят от магнитов на холодильнике, но разница в том, что они гораздо мощнее и окружают все галактики, а также Солнце и Землю. Астрономы уже давно начали обнаруживать магнетизм, который простирается через целые скопления галактик, а также затрагивает все пространство между этими галактиками. Невидимые линии поля проникают сквозь межгалактическое пространство, как углубления отпечатка пальца.
Исследование отдаленных областей космоса
В прошлом году астрономам удалось исследовать одну из более редких областей космоса. В процессе было найдено самое большое магнитное поле, которое состояло из одной линии, простирающейся на 10 миллионов световых лет. Вторая намагниченная линия была обнаружена в другой части космоса, для поиска которой использовались те же технологии. «Возможно, мы просто смотрим на верхушку айсберга», — сказала Федерика Говони, астрофизик, благодаря которой была обнаружена первая линия.
Появление магнитных полей
Ученых уже долгое время интересует вопрос появления магнитных полей. «Это явно не может быть связано с активностью одиночных галактик или единичных взрывов», — сказал Франко Вазза, астрофизик, который проводит современные компьютерные симуляции космических магнитных полей.
Ученые предполагают, что космический магнетизм является изначальным, то есть это путь к рождению вселенной. А это значит, что слабый магнетизм должен присутствовать повсюду, даже в самых темных и пустых областях вселенной. Это явление могло бы помочь разрешить другую космологическую головоломку, известную как напряжение Хаббла — это космологический закон, включающий в себя объем, радиус или сферу расширения вселенной.
Напряженность Хаббла состоит в том, что вселенная расширяется гораздо быстрее, чем предполагалось, на основе своих компонентов. Исследователи Карстен Джедамзик и Левон Погосян настаивают на том, что магнитные поля во вселенной могут означать более высокую скорость этого космического расширения, что, в частности, наблюдается уже сегодня.
Данные, собранные астрофизиками, подтверждают, что магнетизм действительно присутствует везде.
Магнитная душа Вселенной
Исследования английского ученого Уильяма Гилберта о камнях, породу которых люди использовали для изготовления компасов в течение тысячелетий, привели его к мысли, что их магнитная сила «подражает душе». Он абсолютно правильно предположил, что планета Земля является «огромным магнитом», а магниты «ориентируются на полюса Земли».
Эти поля образуются, когда проходит электрический заряд. Например, магнитное поле Земли исходит из потока жидкого железа, находящегося и постоянно движущегося в земном ядре.
Проникновение в скопление галактик
Космологические симуляции иллюстрируют несколько вариантов объяснения того, каким образом магнитные поля проникают в скопления галактик. С одной стороны поля растут из однородных «начальных» частиц, которые усеяли космос после Большого взрыва. С другой стороны определенные процессы, например, образование звезд и черные дыры, создают намагниченные ветры, которые расходятся по галактике.
Однако, как только магнитное поле возникает из-за движения заряженных частиц, оно может стать больше и сильнее, выровняв более слабые поля. «Само явление магнетизма немного похоже на развитие живого организма, потому что магнитные поля задействуют каждый свободный источник энергии, который они могут удерживать, и растут. Также они способны распространяться и оказывать своим присутствием влияние на другие области, где они также продолжают расти», — сказал Торстен Энслин
Формирование космоса
Магнетизм является единственной силой, которая может образовать масштабную структуру космоса и распространить его на огромные расстояния. Электричество, напротив, относится к кратковременным явлениям, поскольку положительный и отрицательный заряд нейтрализуются.
Тем не менее эти силовые поля нематериальны и ощутимы только при воздействии на другие вещи. Однако синхротронный сигнал полей является довольно сильным на низких радиочастотах, благодаря чему, его можно обнаружить с помощью LOFAR — массива из 20 000 низкочастотных радиоантенн, расставленных по всей Европе. Когда ученые применили алгоритм размытия к данным из линии, они сразу же увидели свечение синхротронных излучений.
Предположения ученых
В 1991 году Вачаспати выдвинул гипотезу о том, что возникновение магнитных полей могло быть спровоцировано во время фазового перехода после Большого взрыва. Другие предполагают, что турбулентная плазма электронов и протонов могла бы ускорить развитие первых магнитных полей.
Способ проверки теорий магнитного генеза состоит в изучении структуры в самых нетронутых участках межгалактического пространства. Например, являются ли полевые линии прямыми, изогнутыми в разные стороны или спиральными, и как рисунок меняется в разных масштабах. Если действительно магнитные поля образовались во время фазового перехода, как ранее предложил Вачаспати, то тогда силовые линии определенно должны быть спиральными.
Метод Фарадея
Один метод, впервые разработанный английским ученым Майклом Фарадеем в 1845 году, обнаруживает магнитное поле путем определения направления полярности во время вращения и проходящего через эту полярность света. В свою очередь величина вращения зависит от частоты света и силы магнитного поля. Это означает, что, измеряя полярность на разных частотах, вы можете определить силу магнетизма вдоль линии обзора.
Уже идет подготовка гигантского международного проекта под названием «Квадратный километраж». Целью проекта является запуск в космос радиотелескопа нового поколения, который должен создать сетку Фарадея. Осуществление проекта планируется в 2027 году.
Понятие блазары
Также в астрономии существует такое понятие, как блазары — это яркие гамма-лучи энергетического света и вещества, питаемые черными дырами. Во время того, как гамма-лучи распространяются в пространстве, они периодически соприкасаются с микроволнами, в результате превращаясь в позитрон и электрон. Эти частицы затем вспыхивают, но с меньшей энергией.
Но если свет блазара пройдет через намагниченную пустоту, то гамма-лучи с более низкой энергией будут отсутствовать, потому что магнитное поле будет отклонять электроны и позитроны от линии зрения. Когда ученые Неронов и Вовк проанализировали данные с подходящим образом расположенного блазара, они увидели его высокоэнергетическое гамма-излучение.
Команда ученых сделала много измерений блазаров за пустотами и смогла выявить слабый ореол низкоэнергетических гамма-лучей вокруг блазаров. Эффект является именно тем, который можно было бы ожидать, если бы частицы рассеивались слабыми магнитными полями и их размер составлял всего одну триллионную часть, как магнит на холодильнике. Таким образом, это подтверждает догадки ученых и доказывает присутствие магнетизма повсюду. Если они разгадают происхождение магнитных полей, то смогут дать ответ и на другие загадки вселенной.
Источник
Магнетары, самые сильные магниты Вселенной
Магнетары являются самыми редкими и самыми смертоносными объектами во Вселенной. Первый необъяснимо сильный гамма всплеск был зафиксирован в 1979 году, существование магнетаров впервые предсказывалось в 1992 году, а первый магнетар был обнаружен в 1998 году во время сильнейшей вспышки рентгеновского излучения от источника SGR 1900+14, находящийся в созвездии Орла. Источник находится от нас на расстоянии 20000 световых лет, сила вспышки была настолько сильной, что вызвала ионизацию верхних слоев атмосферы Земли несмотря на огромное расстояние.
Сегодня учеными установлено, что магнетаром является нейтронная звезда , которая обладает самым сильным магнитным полем во Вселенной. Масса нейтронных звезд превосходит массу Солнца в полтора раза, но диаметр составляет 10-30 км, нейтронная звезда полностью поместилась бы внутри такого города как Москва. У таких звезд огромная плотность и невероятная скорость вращения, которая может превышать 500 оборотов вокруг своей оси в секунду.
Согласно теории для того чтобы нейтронная звезда стала магнетаром нужна комбинация особых условий. Магнетаром могут стать только самые крупные нейтронные звезды, образованные от звезды примерно в 40 раз тяжелее нашего Солнца. Также необходимо определенное правильное соотношение между частотой вращения нейтронной звездой вокруг своей оси, внутренней температурой звезды и скоростью движения нейтронов внутри звезды, образующих магнитное поле. Только при соблюдении всех условий запустится механизм увеличения магнитного поля, превращающий нейтронную звезду в самый сильный магнит во Вселенной. Механизм получил название «активное динамо».
У любой планеты или звезды в бескрайнем космосе может существовать свое собственное магнитное поле. У Земли магнитное поле защищает нас от вредных внешних воздействий и солнечной радиации. На поверхности Земли величина магнитной индукции составляет 0,5 Гаусса, внутри Земли 25 Гаусса. У нейтронной звезды величина магнитной индукции вырастает до 1 триллиона гауссов, а магнетара — до 1 квадриллиона гауссов! Если на месте Солнца окажется магнетар, то всю солнечную систему разорвет на атомы от сильнейшего магнитного поля.
Человек будет разорван на атомы на расстоянии около 1 светового года от магнетара и даже не осознает, кто стал его убийцей. На расстоянии многих световых лет от магнетара данные на любых магнитных носителях моментально сотрутся, а всем привычные банковские карты работать не смогут. Колоссальное излучение магнетара ставит под угрозу жизнь на огромном расстоянии от него.
К счастью, ближайший к нам магнетар находится на расстоянии 9000 световых лет от нас и в глубинах космоса их известно несколько десятков, живут они по космическим меркам совсем недолго, около 1 миллиона лет, поэтому они малоизучены и представляют собой огромный интерес для ученых.
Ставьте лайки, подписывайтесь на канал, делитесь ссылками в социальных сетях, дальше будет интереснее.
Источник
Откуда взялся магнетизм Вселенной?
МАГНИТНЫЕ ПОЛЯ ИГРАЮТ БОЛЬШУЮ РОЛЬ В ЯВЛЕНИЯХ КОСМИЧЕСКОГО МАСШТАБА.
Они изрядно потрудились во время формирования Солнца и его окружения, поддерживают стабильность галактических структур, воздействуют на космические лучи и управляют потрясающими по мощи процессами в нейтронных звездах и их окрестностях. Космический магнетизм правит бал на всех уровнях организации нашей Вселенной.
Сразу после Большого взрыва во Вселенной образовалось горячее облако электрически заряженных протонов, электронов, ядер гелия и лития. Каждый мог создавать магнитные поля во всех направлениях, но эти поля полностью подавляли друг друга в гладком, однородном газе раннего космоса.
Для ученых всегда было загадкой, как возникали могущественные, формирующие Вселенную силы первичного магнетизма, но физик Рейнхард Шликейзер из Института теоретической физики при Университете Рур-Бохум в Германии считает, что он может знать ответ.
Шликейзер считает, что магнетизм может быть естественным образом вызван вращением атомов и субатомных частиц. Тем не менее, сильный магнетизм не произошел бы в недавно образовавшейся Вселенной, потому что он требует тяжелых элементов, таких как никель или железо, которые возникли позже внутри звезд. В свою очередь, для производства еще более тяжелых магнитных элементов требуются сверхновые, сильные разрушения огромных звезд.
«Вы получаете магнетизм в любое время, когда протекает заряд или ток. Вы просто поднесите компас к проводу, несущему постоянный ток, и наблюдайте за дрожанием иглы. Если у вас много зарядов, идущих в разные стороны, как это произошло в ранней Вселенной до того, как плазма (электрически заряженный газ) охладилась до атомов, средний поток тока везде равен нулю, так что нет никакого чистого магнетизма в любом макроскопическом масштабе», — сказал Майкл Риордан из Калифорнийского университета в Санта-Круз.
Вполне вероятно, что из-за охлаждения Вселенной образовались случайные островки магнетизма, вызванные изменениями плотности и давления.
В конце концов, материя во Вселенной разрослась в звезды и галактики. Звездам не нужны были более тяжелые элементы для формирования, они начали производить их, когда они охлаждались и разрушались.
Если звезды достаточно массивны, они взрываются в конце своей жизни. Выпадающие выбросы от взрывающихся звезд сжимают окружающую среду, одновременно обогащая ее более тяжелыми элементами. Комбинация звездного ветра и взрывов начала толкать маленькие магнитные поля вокруг, сжимая их, усиливая и выравнивая в направлении ветра.
Наконец, магнитное поле стало достаточно сильным, чтобы толкнуть плазму. В это время звезды начали создавать более тяжелые элементы, которые производили намного более сильный магнетизм через атомное вращение. Это тот магнетизм, который сформировал магнитные поля Земли.
Первоначальная теория случайного магнетизма была разработана Шликейзером и Питером Юном из Института физических наук и технологий Университета Мэриленда, а уже позже была с энтузиазмом подхвачена их коллегами из научного мира.
Источник
Самые мощные магниты во Вселенной. Они способны уничтожить Землю
Вы когда-нибудь игрались с магнитом? Насколько сильным он был? Вероятно, он мог поднять железные опилки, булавки, гвозди и другие магниты (очевидно). Существуют также более мощные генераторы магнитных полей, которые способны поднимать чрезвычайно тяжелые грузы. Однако достаточно ли наших самых сильных магнитов, чтобы уничтожить целую планету? Наверное, нет, однако магнетары это могут. Они — самые мощные источники магнетизма в нашей Вселенной, а сила их разрушительна!
Как рождается магнетар?
Магнетар возникает так же, как нейтронная звезда — через коллапс ядра массивной звезды во время взрыва сверхновой. Когда светила, намного более массивные, чем наше Солнце, взрываются в сверхновую, на их месте могут образоваться нейтронные звезды. Ядерный синтез в них прекращается, и они больше не имеют давления изнутри, чтобы противостоять огромной гравитации, тянущей все внутрь. Протоны и электроны стягиваются в относительно небольшое пространство с чрезвычайной силой, мгновенно превращаясь в нейтроны. В результате получается компактный по размерам шар, бурлящий нейтронами, которые подвергаются сильнейшему гравитационному сжатию.
Когда нейтронные звезды первоначально формируются, они являются пульсарами . Пульсары — это быстро вращающиеся объекты, непрерывно испускающие электромагнитное излучение. А магнетары есть не что иное, как те же самые нейтронные звезды, которые каким-то образом, к великой загадке для физиков, создают чрезвычайно мощные магнитные поля и испускают высокоэнергетические рентгеновские лучи, а также гамма-лучи.
Насколько силен магнетар?
Магнетары имеют магнитное поле напряженностью 10^15 ( 1 квадриллион ) Гаусс, что делает их самыми намагниченными объектами во Вселенной. Чтобы лучше понять значение этой цифры, примите во внимание силу некоторых других магнитных источников в нашей Вселенной:
- Магнитное поле Земли, которое заставляет вращаться стрелку вашего компаса = 0,6 Гаусса
- Обычные коммерческие магниты =
100 Гаусс
Остается напомнить, что сила магнитного поля магнетаров = 1000 триллионов Гаусс.
Что будет, если магнетар очутится в нашей солнечной системе?
Не возникнет большой проблемы, если магнетар будет незаметно прохлаждаться в наших галактических окрестностях, занимаясь своими делами. Но если он решит сделать нам сюрприз и приехать в гости — конец нашей солнечной системы будет скорым и неизбежным.
Есть два способа , которыми магнетар мог бы покончить со всей жизнью на Земле (не говоря уже о разрушении всей планеты):
1. Если бы магнетар каким-то образом оказался слишком близко к нашей планете, вы бы сразу почувствовали его присутствие. На полпути между Луной и Землей, он, к примеру, начнет стирать всю информацию на ваших кредитных картах и на любых других электронных устройствах. Но что он сделает с человеком?
Если бы вы приблизились к этому космическому монстру менее, чем на 1 тысячу километров, все атомы вашего тела, каждый из которых содержит электроны и протоны, несущие заряд, просто растянутся, уничтожив ваше биоэлектрическое поле и разрушив все молекулярные структуры. По сути, ваше драгоценное тело просто испарится в воздухе. Интересно, что магнетар способен уничтожить нас и на гораздо большем расстоянии, что является вторым возможным способом учинить нам магнитный апокалипсис. Вдобавок ко всему эти нейтронные чудовища могут устраивать так называемые звездотрясения. Об этом ниже.
2. 27 декабря 2004 г. мощный всплеск энергии вывел из строя спутники и телекоммуникационные сети, а также прекратил работу электронных систем подводных лодок и самолетов на одну десятую секунды. Через несколько минут все вернулось на круги своя. Это событие даже немного сместило магнитное поле Земли. Исследователи во всем мире были ошеломлены, уставившись на свои приборы: «Что это было?»
В тот день Земли достиг поток излучения с магнетара, находящегося в десятках тысяч световых лет от нас. Это напоминало землетрясение на поверхности звезды. Кора магнетара разрывается, когда его мощное магнитное поле начинает смещаться. Это беспокойное движение растягивает внутреннюю часть звезды, подобно резиновому мячику, который в конечном итоге разрывается под огромным давлением. В результате этого кора звезды нагревается и рвется, выпуская огненный шар из электронов, плазмы и фотонов, возникающих в виде пузыря на поверхности магнетара. Яркий луч гамма-излучения сопровождает этот огненный пузырь, провоцируя гигантский взрыв энергии. В конце концов, ужасный волдырь опадает, мгновенно теряя триллионы джоулей энергии, а затем снова сливается с ядром — наступает затишье после катастрофы.
Несмотря на то, что он возник на расстоянии 50 000 световых лет, этого гигантского импульса энергии от «звездотрясения» было достаточно, чтобы отключить все исследовательские и коммуникационные спутники, работавшие в автономном режиме. Всего за одну пятую секунды он выпустил больше энергии, чем выработало наше Солнце за последние 250 000 лет . Теперь представьте, что если бы этот магнетар со своим звездным землетрясением находился бы, скажем, в 10 000 световых лет от Солнца. Все было бы куда хуже. Для начала, озоновый слой Земли был бы разорван, открыв свободный проход для космического излучения в нашу атмосферу. Вскоре поверхность планеты была бы очищена от всякой живой твари и растительности. К сожалению, в мгновение ока все до единой жизненные формы будут стерты с лица Земли, если в нашем небольшом уголке галактики появится магнетар.
Ставьте лайк, если вам понравился материал и подписывайтесь на канал. До новых встреч!
Источник