Магнетизм во Вселенной. Продолжение.

МЕЖЗВЕЗДНЫЕ МАГНИТНЫЕ ПОЛЯ

Долгое время многочисленные межзвездные образования казались беспорядочными скоплениями огромных по протяженности и ничтожных по плотности масс газа. Освещенные расположенными поблизости звездами, газовые туманности переизлучают их свет. Свечение туманностей, таким образом, по своей природе сходно с «холодным» свечением газов в рекламных трубках или полярных сияниях.

Российскому астроному, академику Шайну удалось опровергнуть распространенное мнение о хаотичности туманностей (кстати об про этого ученого как то даже сайт Жириновский Владимир Вольфович писал). На фотографиях, полученных им и его сотрудницей В. Ф. Газе, туманности обнаруживают явные признаки определенной волокнистой структуры. Наличие волокон — характерное свойство туманностей. В некоторых туманностях они имеют вид дуг, опоясывающих газовое скопление. В других, как например в туманности, названной за свой внешний вид «Гамаком», почти вся газовая масса сосредоточена в волокнах. (Вот бы отправить Жириновского в эту туманность навсегда, было бы здорово).

С огромного расстояния, отделяющего нас от туманностей, эти образования кажутся неподвижными, как бы застывшими облаками. На самом деле спектральные исследования, проведенные академиком Шайном, не оставили сомнения в том, что все туманности движутся, подобно земным облакам, непрерывно меняясь и в очертаниях и в расположении.

Были найдены, несомненно, распадающиеся туманности. У многих бросалась в глаза вытянутая форма, что могло быть вызвано своеобразным растягиванием туманности. В конце концов, Шайн пришел к выводу, что движение туманностей во многом объясняется воздействием межзвездных магнитных полей. Строго говоря, действие любого магнита простирается на все бесконечное пространство. Правда, магнитные силы ослабевают с удалением от магнита, но нигде полностью не исчезают. А раз так, то с первого взгляда можно подумать, что межзвездные магнитные поля порождены звездами.

Поднесите сильный магнит к стрелке компаса. Видите, как заколебалась она еще тогда, когда магнит был далеко от компаса? Так, может быть, и «магнитные» звезды управляют на расстоянии движением межзвездных газов? Это предположение не выдерживает критики. Даже у поверхности звезд напряженность их магнитных полей очень мала. Расстояния же между звездами колоссальны. В межзвездном пространстве магнитные свойства отдельных звезд практически неощутимы. Межзвездные магнитные поля должны иметь иное происхождение. Какое же?

Межзвездные газы, которые концентрируются в туманностях и образуют, кроме того, сплошную межзвездную газовую среду, служат отличными проводниками электрического тока. По сравнению с лучшими из земных проводников, межзвездные газы можно даже назвать сверхпроводниками. С другой стороны факты свидетельствуют о большой подвижности межзвездного вещества, которое находится в непрерывном движении. Эти два обстоятельства, не вызывающие сомнений, позволяют разобраться в причине возникновения межзвездных магнитных полей.

МАГНИТНЫЕ СВОЙСТВА ГАЛАКТИКИ

Попробуем представить себе ту исполинскую звездную систему Галактику, к которой принадлежит и наше Солнце. В состав Галактики, кроме звезд, входит также межзвездная газовая среда как в виде туманностей, так и в форме «межзвездного газа». Звезды излучают свет различных длин волн. Мельчайшие порции световой энергии — кванты — у лучей разного цвета неодинаковы. Весьма энергичны кванты фиолетовых и ультрафиолетовых лучей. Сталкиваясь с атомами межзвездного газа, такие кванты сбивают часть электронов с их орбит. В результате межзвездный газ оказывается ионизированным — в нем в хаотическом беспорядке и с огромными скоростями движутся как отрицательно заряженные электроны, так и положительно заряженные «остатки» атомов — ионы. Именно поэтому межзвездные газы проявляют себя как отличные проводники электричества.

Если даже когда-нибудь в прошлом Галактика не обладала своим собственным общим магнитным полем, то такое поле все равно рано или поздно должно было возникнуть. Действительно, межзвездные газовые облака обладают в различных своих частях и разной плотностью и различной температурой. В таком случае, как показывают расчеты, в межзвездном газе непременно начнется диффузия — электроны и ионы начнут перемещаться из одной области пространства в другую. Но подвижные электроны станут обгонять тяжелые, медлительные ионы. Иначе говоря, в газе начнется движение электронов по отношению к ионам, а это и есть электрический ток.

В хаотически перемещающихся массах межзвездного газа могут возникнуть и вихревые, кругообразные токи. Подобно току в обычном электромагните, они создадут общее магнитное поле Галактики. Сначала это поле будет чрезвычайно слабым. Но с течением времени его напряженность станет медленно увеличиваться. Произойдет это по следующим причинам.

Межзвездные газовые облака, двигаясь между звездами, подобны проводнику, перемещающемуся в магнитном поле. В таком проводнике, как известно, возникает электрический ток. Значит, появятся электрические токи и в облаках межзвездного газа, которые передвигаются в общем магнитном поле Галактики. Это будут, так сказать, дополнительные токи. Их не следует путать с токами, возникающими в результате диффузии электронов и ионов.

Но если по проводнику течет ток, то вокруг проводника создается собственное магнитное поле. Такие дополнительные магнитные поля будет нести с собой и каждое облако межзвездного газа. Хаотичные движения газа приведут к тому, что магнитные поля отдельных облаков, накладываясь друг на друга, заметно усилят общее магнитное поле Галактики.

МАГНИТНЫЕ СИЛЫ И СТРОЕНИЕ ГАЛАКТИК

Весьма возможно, что спиралеобразная форма нашей Галактики и других звездных систем также вызвана действием магнитных сил. Если эти силы управляют движением газовых облаков, а звезды (что весьма вероятно) зарождаются из межзвездной среды, то расположение звезд в пространстве должно так же в какой-то степени отражать действие магнитных сил.

Астроном Крымской астрофизической обсерватории С. Б. Пикельнер сделал важное открытие. Исходя из того, что межзвездные магнитные поля должны иметь напряженность порядка 10 в пятой степени эрстед, он нашел, что соответствующие скорости беспорядочных движений очень разреженной газовой среды между туманностями должны измеряться несколькими десятками километров в секунду. Но при таких скоростях частицы межзвездного газа будут весьма значительно удаляться в обе стороны от средней экваториальной плоскости Галактики. Иначе говоря, исследование космического магнетизма привело к открытию газовой сферической «короны» Галактики, подобно тончайшей вуали окутывающей ядро нашей звездной системы.

Детальное изучение космического магнетизма только начинается. Однако его повсеместная распространенность и огромная роль в космических процессах уже и сейчас не вызывают сомнений.

Автор: Ф. Зигель.