Магнетизм у Всесвіті. Продовження.

МІЖЗОРЯНІ МАГНІТНІ ПОЛЯ

Довгий час численні міжзоряні утворення здавалися безладними скупченнями величезних по протяжності і нікчемних по щільності мас газу. Освітлені розташованими поблизу зірками, газові туманності перевипромінюють їх світло. Світіння туманностей, таким чином, за своєю природою схоже з «холодним» світінням газів в рекламних трубках або полярних сяйвах.

Російському астроному, академіку Шайну вдалося спростувати поширену думку про хаотичності туманностей. На фотографіях, отриманих ним і його співробітницею В. Ф. Газе, туманності виявляють явні ознаки певної волокнистої структури. Наявність волокон – характерна властивість туманностей. У деяких туманностях вони мають вигляд дуг, що оперізують газову хмару. В інших, як наприклад в туманності, названій за свій зовнішній вигляд “гамаком”, майже вся газова маса зосереджена у волокнах.

З величезної відстані, що відокремлює нас від туманностей, ці утворення здаються нерухомими, як би застиглими хмарами. Насправді спектральні дослідження, проведені академіком Шайном, не залишили сумніву в тому, що всі туманності рухаються, подібно земним хмарам, безперервно змінюючись і в обрисах і в розташуванні.

Були знайдені, безсумнівно, туманності, що розпадаються. Багатьом кидалася в очі витягнута форма, що могло бути викликано своєрідним розтягуванням туманності. Зрештою, Шайн дійшов висновку, що рух туманностей в чомусь пояснюється впливом міжзоряних магнітних полів. Строго кажучи, дія будь-якого магніту простягається на весь нескінченний простір. Правда, магнітні сили слабшають з віддаленням від магніту, але ніде повністю не зникають. А раз так, то з першого погляду можна подумати, що міжзоряні магнітні поля породжені зірками.

Піднесіть сильний магніт до стрілки компаса. Бачите, як завагалася вона ще тоді, коли магніт був далеко від компаса? Так, може бути, і «магнітні» зірки керують на відстані рухом міжзоряних газів? Це припущення не витримує критики. Навіть у поверхні зірок напруженість їх магнітних полів дуже мала. Відстані ж між зірками колосальні. У міжзоряному просторі магнітні властивості окремих зірок практично невідчутні. Міжзоряні магнітні поля повинні мати інше походження. Яке ж?

Міжзоряні гази, які концентруються в туманностях і утворюють, крім того, суцільне міжзоряне газове середовище, служать відмінними провідниками електричного струму. У порівнянні з кращими з земних провідників, міжзоряні гази можна навіть назвати надпровідниками. З іншого боку факти свідчать про велику рухливість міжзоряної речовини, яка знаходиться в безперервному русі. Ці дві обставини, що не викликають сумнівів, дозволяють розібратися в причині виникнення міжзоряних магнітних полів.

МАГНІТНІ ВЛАСТИВОСТІ ГАЛАКТИКИ

Спробуємо уявити собі ту велетенську зоряну систему Галактику, до якої належить і наше Сонце. До складу Галактики, крім зірок, входить також міжзоряне газове середовище як у вигляді туманностей, так і у формі «міжзоряного газу». Зірки випромінюють світло різних довжин хвиль. Найдрібніші порції світлової енергії – кванти – у променів різного кольору неоднакові. Вельми енергійні кванти фіолетових і ультрафіолетових променів. Стикаючись з атомами міжзоряного газу, такі кванти збивають частину електронів з їх орбіт. В результаті міжзоряний газ виявляється іонізованим – в ньому в хаотичному безладді і з величезними швидкостями рухаються як негативно заряджені електрони, так і позитивно заряджені «залишки» атомів – іони. Саме тому міжзоряні гази проявляють себе як відмінні провідники електрики.

Якщо навіть коли-небудь у минулому Галактика не володіла своїм власним загальним магнітним полем, то таке поле все одно рано чи пізно мало виникнути. Дійсно, міжзоряні газові хмари володіють в різних своїх частинах і різною щільністю і різною температурою. У такому випадку, як показують розрахунки, в міжзоряному газі неодмінно почнеться дифузія – електрони і іони почнуть переміщатися з однієї області простору в іншу. Але рухливі електрони стануть обганяти важкі, повільні іони. Інакше кажучи, в газі почнеться рух електронів по відношенню до іонів, а це і є електричний струм.

У хаотично рухомих масах міжзоряного газу можуть виникнути і вихрові, колоподібні струми. Подібно току в звичайному електромагніті, вони створять спільне магнітне поле Галактики. Спочатку це поле буде надзвичайно слабким. Але з плином часу його напруженість стане повільно збільшуватися. Відбудеться це з наступних причин.

Міжзоряні газові хмари, рухаючись між зірками, подібні провіднику, що переміщається в магнітному полі. У такому провіднику, як відомо, виникає електричний струм. Значить, з’являться електричні струми і в хмарах міжзоряного газу, які пересуваються в загальному магнітному полі Галактики. Це будуть, так би мовити, додаткові струми. Їх не слід плутати з струмами, що виникають в результаті дифузії електронів та іонів.

Але якщо по провіднику тече струм, то навколо провідника створюється власне магнітне поле. Такі додаткові магнітні поля буде нести з собою і кожна хмара міжзоряного газу. Хаотичні рухи газу призведуть до того, що магнітні поля окремих хмар, накладаючись один на одного, помітно посилять загальне магнітне поле Галактики.

МАГНІТНІ СИЛИ І БУДОВА ГАЛАКТИК

Досить можливо, що спіралеподібна форма нашої Галактики та інших зоряних систем також викликана дією магнітних сил. Якщо ці сили керують рухом газових хмар, а зірки (що дуже ймовірно) зароджуються з міжзоряного середовища, то розташування зірок в просторі повинно так само в якійсь мірі відображати дію магнітних сил.

Астроном Кримської астрофізичної обсерваторії С. Б. Пікельнер зробив важливе відкриття. Виходячи з того, що міжзоряні магнітні поля повинні мати напруженість порядку 10 в п’ятій ступені ерстед, він знайшов, що відповідні швидкості безладних рухів дуже розрідженого газового середовища між туманностями повинні вимірюватися кількома десятками кілометрів на секунду. Але при таких швидкостях частинки міжзоряного газу будуть досить значно віддалятися в обидві сторони від середньої екваторіальної площині Галактики. Інакше кажучи, дослідження космічного магнетизму призвело до відкриття газової сферичної «корони» Галактики, що подібно найтоншої вуалі огортає ядро нашої зоряної системи.

Детальне вивчення космічного магнетизму тільки починається. Проте його повсюдна поширеність і величезна роль у космічних процесах вже і зараз не викликають сумнівів.

Автор: Ф. Зігель.