рефераты, курсовые, дипломы >>> астрономия, авиация, космонавтика

 

Магнитные поля Галактики

 
Магнитные поля Галактики

подтверждения наличия поля. Явление поляризации света звезд было открыто В. Хилтнером и Дж. Холлом в США и независимо В. А. Домбровским в СССР, в 1948 г. По этому поводу О. Струве произнёс так: «Обнаружение межзвездной поляризации света навсегда остается одним из самых ярких примеров чисто случайного открытия, подобно открытию Вильгельмом Рентгеном в 1895 г. Рентгеновских лучей. От экспериментатора требовалось исключительное мастерство, но еще важнее было осознать, что этот эффект совсем новый и не предсказанный прежними работами».
Сущность явления межзвездной поляризации света заключается в том, что от звезды к наблюдающему приходят волны о в большей степени одинаково нацеленным электрическим вектором. Другими словами, в межзвездном пространстве имеет место селективное поглощение света: поглощаются волны с определенной ориентацией электрического вектора. Мы уже отметили, что это явление связано с присутствием в межзвездной среде пылинок. Но эффект поляризации света будет заметным, лишь если эти пылинки нацелены одинаковым образом. Что же выполняет роль «дирижера»?
практически сходу же после открытия межзвездной поляризации света, астрономы в 1949 г. Пришли к выводу, что в межзвездном пространстве есть магнитные поля напряженностью около 10-5 эрстед. Конкретно они и ориентируют пылинки одинаковым образом. Из теории следует, что любая пылинка скоро вращается вокруг собственной малой оси, оставаясь как бы нанизанной на магнитную силовую линию.
исследование поляризации света звезд стало принципиальным источником информации о геометрии межзвездных магнитных полей. Так, было установлено, что в Галактике имеется магнитное поле, параллельное плоскости Млечного Пути и направленное вдоль её спиральных веток. Другой способ исследования магнитного поля Галактики заключается в исследовании формы светлых туманностей. Идя таковым методом, Г. А. Шайп пришел к выводу, что вытянутость этих туманностей является результатом их расширения в магнитном поле, причем движение вещества происходит вдоль магнитных силовых линий, тогда как поперечные движения тормозятся магнитным полем.
К 1949 г. Уже был установлен состав космического излучения за пределами земной атмосферы и оценена плотность энергии космических лучей в расчете на единицу размера. Оказалось, что последняя приблизительно равна плотности энергии излучения звезд. Но как объяснить высшую степень изотропии космических лучей? Тут следовало сделать выбор меж двумя догадками: 1) космическое излучение изотропно во всей Вселенной и 2) космические лучи «замкнуты» внутри нашей Галактики. Но если осуществляется первый вариант, то в межгалактическом пространстве полная энергия космических лучей будет уже в тыщи раз больше энергии излучения. Таковым образом, нужно было предположить, что во Вселенной есть массивные источники, обеспечивающие плотность энергии в форме космических лучей, приблизительно в 104 раз огромную, чем в форме излучения. Более приемлемой поэтому представлялась вторая возможность.
Но ведь Солнце не находится в центре Галактики. Поэтому, чтоб объяснить изотропию космического излучения, нужно было предположить, что траектории космических лучей в Галактике сложны и запутаны. Изогнуть же траекторию стремительной заряженной частицы может лишь магнитное поле. Мы уже видели (см. Гл. 5), Что в магнитном поле частица движется по спирали, радиус которой прямо пропорционален её энергии и обратно пропорционален напряженности поля. Несложный расчет указывает, что траектория частицы с энергией Е = 1018 эВ имеет радиус кривизны порядка 1000 пс при напряженности поля ?10-6 эрстед. Этого довольно, чтоб удержать частицу в Галактике.
тут напрашивался вывод, что магнитное поле спиралей не может удержать релятивистскую частицу, которая все же может ускользнуть в межгалактическое пространство. Магнитное поле обязано заполнять всю Галактику, он обязано быть и в спиралях и вне их, в газовых облаках и меж ними, по другому через эти промежутки происходила бы утечка космических лучей.
В присутствии магнитного поля устанавливается своеобразное динамическое равновесие меж полем и движением вещества, происходит равномерное распределение энергий. Это означает, что плотность кинетической энергии газа ??2/2 в стационарном состоянии становится равной плотности энергии поля Н2/(8*?). Вне спиральных веток и туч плотность вещества невелика, поэтому частицы разреженного газа владеют большими скоростями, позволяющими им подниматься высоко над плоскостью Галактики. На этом основании С. Б. Пикельнер (СССР) пришел к выводу, что разреженный газ обязан образовывать гало Галактики либо галактическую корону - сферическую подсистему шириной в несколько тыщ парсек.

Синхротронное радиоизлучение Галактики.

В 1952 г. И. С. Шкловский установил, что наблюдаемое радиоизлучение Галактики разделяется на две составляющие, сильно отличающиеся по диапазону. Первая из них, плоская составляющая — это тепловое излучение ионизованных туч межзвездной газовой среды, обусловленное движениями электронов вблизи ионов. Оно характеризуется яркостной температурой порядка 10000 К. При этом, в полном согласовании с теорией, если излучающий газ является оптически узким, то интенсивность его излучения не зависит от частоты. Если же слой становится оптически толстым, эта интенсивность, как и в случае полностью темного тела, зависит от частоты.
Интенсивность сферической составляющей радиоизлучения Галактики растет с длиной волны. В частности, при ? = 10 м она соответствует температуре 100000 К. Разумеется, что такое излучение не может быть связано с тепловыми движениями электронов в поле атомных ядер. Но какова же природа этого нетеплового радиоизлучения?
В 1950 г. X. Альвеп и Н. Герлофсон (Швеция) и независимо от них К. Киппенхойер (ФРГ) пришли к выводу, что источником этого космического радиоизлучения могут быть релятивистские электроны, движущиеся в межзвездных магнитных полях. Таковым образом, нетепловое радиоизлучение Галактики явилось подтверждением того, что в межзвездном пространстве есть магнитные поля напряженностью порядка 10-5 эрстед и релятивистские электроны с энергиями, достигающими 108 эВ.
Благодаря работам В. Л. Гинзбурга, Г. Г. Гетманцева и М. И. Фрадкина (СССР), гипотеза о синхротронном излучении релятивистских электронов превратилась в стройную теорию, объясняющую интенсивность, диапазон и остальные главные свойства космического радиоизлучения. Отметим только, что наблюдаемый спектральный индекс синхротронного радиоизлучения Галактикинесколько различен для различных интервалов частот.
В среднем для частот 30 < V < 1000 МГц имеем ??0,5. При V приблизительно равных 300—400 МГц ??0,8. Этим значениям параметра а соответствуют значения показателя дифференциального энергетического диапазона релятивистских электронов ?, равное 2 и 2,6.>
неувязка происхождения поля. Вопрос о происхождении межзвездных магнитных полей дискутируется уже на протяжении нескольких десятилетий. Л. Бирман и А. Шлютер (ФРГ) установили, что слабое магнитное поле может образовываться в маленьком объеме «автономно» в итоге разделения ионов и электронов благодаря различию их масс.
Так, если в газе образовалось уплотнение, то электроны (имеющие одинаковую энергию с ионами, и поэтому приблизительно в 40 раз огромную скорость) будут «рассасываться» быстрее, чем ионы. Такое движение электронов относительно ионов (электрический ток!) И приводит к возникновению слабых магнитных . полей. Если при этом температура вещества окажется неоднородной, то возникшие электрические токи получают вихревой характер, что препятствует затуханию процесса. Далее в итоге движения газовых масс происходит запутывание силовых линий,, их уплотнение и в конечном итоге — усиление поля. По-видимому, этим методом могут возникать поля напряженностью до 10-8 эрстед. Предполагалось, что в дальнейшем в итоге вращения Галактики конденсации межзвездного газа, пронизанные магнитными полями, растягиваются, образуя спиральные ветки. Оостановимся на современных взорах на образование спиральных веток галактик как волн плотности. Это вынуждает по-иному разглядывать и делему происхождения магнитного поля Галактики. Не так давно Н. С. Кардашев высказал предположение, что магнитное поле Галактики имеет внегалактическое происхождение. Другими словами, слабое поле могло существовать уже в самом веществе, из которого сформировалась Галактика. В процессе эволюции нашей звездной системы оно усиливалось и закручивалось её вращение.


 
Еще рефераты и курсовые из раздела
Тактическая авиация США
Истребители нового поколения, поступившие На вооружение ВВС и флота США в 70-х годах, участ­вовали во многих летных опытах и прошли про­верку на учениях «Рэд флэг». Скопленный за послед­ние...

Физика и авиация
Содержание: 1. Родоначальники авиации1.1 Развитие авиации1.2 Развитие авиации в русское время1.3 Михаил Васильевич Ломоносов1.4 Михаил Александрович Рыкачев1.5 Дмитрий Иванович...

Метеоритная опасность
Метеоритная опасность реферат по БЖД Евгений Васильев, 728 группа.В середине 50-х годов XX века многие ученые неудачно пробовали выяснить, как опасно для человечества...

Ме163В. Германский реактивный самолет
столичный Государственный Авиационный Институт им. Серго Орджоникидзе (технический институт) РЕФЕРАТ по курсу «Введение в специальность» Ме 163В «Комета»...

Орбитальный телескоп Хаббл
Министерство образования и наук Украины РЕФЕРАТ по астрономии на тему: « Орбитальный телескоп Хаббл » Работу выполнил: ученик 11-Б класса УВК...