Магнитное поле Юпитера оказалось в десять раз сильнее поля Земли

26 мая 2017

Автор фото, AFP

Подпись к фото,

Американское космического агентства НАСА в четверг опубликовало первые подробные снимки полюсов Юпитера, сделанные космическим зондом Юнона.

Магнитное поле Юпитера оказалось приблизительно в десять раз более сильным, чем магнитное поле Земли, а на полюсах планеты находятся гигантские циклоны размером с Землю, свидетельствуют данные, полученные учеными с космического зонда «Юнона».

Американское космического агентство НАСА накануне опубликовало первые подробные снимки полюсов Юпитера, сделанные космическим зондом Юнона.

Снимки были сделаны еще в конце августа прошлого года, когда зонд приблизился на максимально близкое расстояние к Юпитеру. Однако фотографии ученые получили недавно.

Одной из главных таин Юпитера остаются гигантские циклоны и ураганы на полюсах планеты.

«Представьте множество ураганов, каждый из которых размером с Землю, и все они они находятся настолько близко, что задевают друг друга», — предложил представитель НАСА Майк Джанссен.

«Мы озадачены тем, как они могли сформироваться, насколько стабильна эта конфигурация и почему северный полюс Юпитера не похож на южный. Нас интересует, насколько динамична эта система, и наблюдаемы ли мы только какую-то одну стадию, а через год, мы увидем, что картина поменялась», — объяснил один из руководителей миссии «Юноны» Скотт Болтон из Юго-западного научно-исследовательского института США.

Еще одним неожиданным открытием для Болтона и его команды стала сила магнитного поля Юпитера.

Еще до полета «Юноны» было известно, что у Юпитера самое мощное магнитное поле среди всех планет Солнечной системы, а его магнитосфера — самая большая. Однако данные, переданные зондом, свидетельствуют, что магнитное поле Юпитера составляет 7,766 Гаусс, что в два раза мощнее, чем предполагали ученые, и приблизительно в десять раз сильнее, чем магнитное поле Земли.

Автор фото, NASA/JPL-Caltech/SwRI/MSSS

Подпись к фото,

Ранее инфракрасная камера зонда зафиксировала полярное сияние на Южном полюсе планеты, которое не в состоянии видеть земные телескопы

Также оказалось, что магнитное поле Юпитера еще более неравномерно, чем предполагали ученые: в некоторых местах оно сильнее, в некоторых — значительно слабее.

Зонд «Юнона» был запущен в августе 2011 года и стал вторым космическим аппаратом, вышедшим на орбиту Юпитера после «Галилео», находившегося на орбите планеты с 1995 по 2003 год. В начале июля прошлого года зонд приблизился на максимально близкое расстояние к гигантской планете и вышел на стабильную орбиту вокруг нее.

Аппаратура на борту «Юноны» специально создана для исследования атмосферы Юпитера, его химического состава, температуры, движения и других свойств. Ученые рассчитывают получить, наконец, ответ на вопрос, имеет ли эта планета твердое ядро или же всё более плотная атмосфера простирается на всю глубину.

Стоимость программы оценивается в 1,1 млрд долларов.

Автор фото, NASA/SWRI/MSSS/Gerald Eichstädt/Seán Doran

Что мы знаем о Юпитере:

• Юпитер в 11 раз превышает по диаметру Землю, а его масса равна 300 земным
• Он обращается вокруг Солнца за 12 земных лет; его сутки длятся 10 часов
• По химическому составу Юпитер напоминает звезду — он состоит в основном из водорода и гелия
• Под высоким давлением водород приобретает свойства металла, в том числе электропроводность
• Металлизированный водород, вероятно, является источником сильного магнитного поля планеты
• Верхние слои облачного покрова планеты содержат аммиак и сероводород
• Видимые полосы в атмосфере планеты создаются ветрами, дующими с востока на запад
• Большое Красное Пятно — гигантская буря, видимые размеры которой вдвое превышают диаметр ЗемлиМагнитное поле Юпитера оказалось приблизительно в 10 раз более сильным, чем магнитное поле Земли, а на полюсах планеты находятся гигантские циклоны, размером с Землю, об этом свидетельствуют данные, полученные учеными с космического зонда «Юнона».

Компас внутри: вы хотели бы чувствовать магнитные поля?

• Джейсон Голдман
• BBC Future

23 мая 2017

Автор фото, iStock

Как мы знаем, некоторые животные ориентируются по магнитному полю Земли. А может, мы тоже так умеем, просто об этом не задумываемся? Обозреватель BBC Future рассказывает о скрытых возможностях людей и зверей.

В 2006 году Стив Хэуорт, биохакер из Аризоны, совершил надрез на безымянном пальце Куинн Нортон, поместил туда небольшой магнит из редкоземельных металлов и зашил.

«Когда я трогаю телефонный шнур или провожу рукой по определенным частям ноутбука, палец начинает покалывать», — сказала она в интервью радиоканалу NPR (а перед этим написала о своем эксперименте статью для издания Wired).

«Иногда потянусь за чем-нибудь, а палец начинает покалывать — значит, рядом телефонный провод. В таких проводах не очень высокое напряжение, но и изоляции у них почти нет. Поэтому поле вокруг них ощущается особенно сильно», — рассказывает она.

Автор фото, iStock

Подпись к фото,

Даже низковольтный телефонный провод вызывает у Куинн Нортон покалывание в пальце

Нортон не стремилась стать супергероем — ее вовсе не прельщало перемещать предметы на расстоянии, как Магнето из «Людей Икс», или что-нибудь еще в этом роде.

Она просто хотела попробовать научиться чувствовать магнитные поля.

Как ей помог магнит?

В кончике пальца тысячи рецепторов — нервных окончаний, передающих в мозг информацию о том, к чему вы прикасаетесь.

При попадании в магнитное поле имплантированный в палец крохотный магнит может начать чуть-чуть двигаться или вибрировать — и этого будет достаточно, чтобы активировать нервные окончания.

Конечно, мы круглые сутки находимся в водовороте разных магнитных полей — они есть у Земли, Солнца, у каждого холодильника, лампочки, смартфона и телевизионного пульта.

Электричество и магнетизм неразрывно связаны, поэтому магнитное поле возникает везде, где есть электрический ток, — и наоборот.

Но биохакерский проект Хэуорта и Нортон и не предусматривал того, чтобы человек начал видеть все эти поля разом.

Как Нортон пояснила в радиоинтервью, ей чаще всего приходилось прикоснуться к предмету, чтобы почувствовать его магнитное поле.

Животным гораздо проще. Еще в конце 1960-х ученые выяснили, что некоторые птицы определяют направление перелета, ориентируясь по магнитному полю Земли. И они обходятся без хирургических операций — за них всё сделала эволюция.

Например, у малиновки (зарянки) в клетках сетчатки есть такое вещество, как криптохром, которое регулирует чувствительность зрительных нервов в зависимости от магнитного поля.

Благодаря этому часть картинки становится темнее, а часть светлее — птичка буквально видит магнитное поле Земли. И она в этом не одинока.

У голубей есть чувствительные к магнитному полю нейроны, а головастые морские черепахи ориентируются по магнитным полям при миграции.

Лисы предположительно используют магнитную чувствительность при охоте. Собаки, справляя нужду, стараются вставать по оси север — юг.

Коровы же поссорили зоологов, которые не могут договориться о том, выстраиваются ли стада коров (и оленей) вдоль линий магнитного поля.

Автор фото, fotoVoyager

Подпись к фото,

Неужели эти коровы чувствуют что-то, что нам недоступно?

Получается, магниторецепция (умение чувствовать магнитные поля) — вовсе не редкость в царстве животных. Напрашивается вопрос: а как же человек?

Если бы магнит от холодильника прилипал к руке, мы бы это, конечно, заметили.

Но не стоит исключать, что магнитные поля влияют на нас менее заметным образом — может быть, даже помимо нашего сознания.

В 1980 году британский зоолог Робин Бейкер опубликовал отчет о серии экспериментов, которые стали известны как манчестерские.

«При перемещении в другое место многие виды животных могут определить, в каком направлении следует двигаться, чтобы вернуться», — писал он в журнале Science.

Аналогичные эксперименты с людьми показали, что у них есть похожая способность.

Бейкер был уверен, что люди находят «дорогу домой» не за счет построения внутренней карты или чего-либо подобного.

Для него вывод был очевиден: homo sapiens умеет чувствовать магнитное поле Земли.

Студентов Манчестерского университета загружали в минифургоны группами от пяти до одиннадцати человек. После этого им завязывали глаза и везли «по извилистой дороге» от шести до 52 километров.

Когда студента выводили из фургона и разрешали снять повязку с глаз, его просили указать направление в сторону университета, назвав сторону света — например, «север» или «юго-восток».

Бейкер повторил этот эксперимент десять раз с десятью группами студентов, и в среднем они действительно чаще указывали в верном направлении (или близком к нему), чем в противоположном.

Затем Бейкер повторил эксперимент еще раз, по просьбе одной из телепередач.

На этот раз у половины участников к затылку был пристегнут магнит. Другой половине дали кусочек меди, не обладающий магнитными свойствами, но для чистоты эксперимента тоже сказали, что это магнит.

Те, у кого к затылку была приложена медь, чаще указывали в нужную сторону, как и участники первого эксперимента.

Те же, кому достались настоящие магниты, путали направление, что позволило сделать вывод, что на выявленную способность ориентироваться в пространстве легко повлиять.

Автор фото, Josh Clark/Flickr/CC BY Sa

Подпись к фото,

Наличие молекул магнетита в мозге человека и криптохрома в тканях сетчатки — доводы в пользу гипотезы о том, что мы тоже чувствуем магнитные поля

Хотя манчестерские эксперименты и не стали однозначным доказательством того, что у человека есть магнеторецепция, они послужили стимулом для дальнейшей работы в этой области.

Ученые по всему миру провели десятки исследований, стремясь воспроизвести полученные Бейкером результаты. Но это оказалось не так просто.

Например, биологи Джеймс Гулд и Кеннет Эйбл восемь раз пытались получить обнаруженный Бейкером эффект, но не смогли.

«Отсутствие результата в каждом из проведенных экспериментов свидетельствует о том, что рассматриваемое явление носит более сложный и непостоянный характер, чем ожидалось», — написали они в журнале Science.

Даже пригласив самого Бейкера в Нью-Джерси, чтобы он помог организовать эксперименты надлежащим образом, авторам не удалось выявить какие-либо признаки магнеторецепции.

Однако в 1987 году Бейкер провел метаанализ, в котором пришел к выводу, что если объединить данные всех неудачных экспериментов, предпринятых в Великобритании, США и Австралии, просматривается именно та закономерность, о которой он писал.

Ученые до сих пор не пришли к единому мнению о том, как толковать результаты «манчестерских экспериментов».

Бесспорно одно: у нас в мозге и костях есть минеральное вещество магнетит, а в клетках сетчатки содержится криптохром — следовательно, не исключено, что наш организм тоже реагирует на магнитные поля. Исследователи продолжают искать подтверждение этой гипотезы.

Иными словами, даже если у нас есть хоть какое-то «магнитное чувство», доказать его наличие непросто.

Похоже, что пока самый верный способ продемонстрировать такую сверхспособность — имплантировать в кончики пальцев по магниту. Но мы настоятельно не рекомендуем это делать.

Прочитать оригинал этой статьи на английском языке можно на сайте BBC Future.

Учёные получили изображение магнитных полей вокруг чёрной дыры с помощью поляризованного света

После впечатляющей публикации в 2019 году первого изображения чёрной дыры астрономы сделали новый шаг на пути к пониманию этих массивных космических объектов, пролив свет на то, как магнитные поля ведут себя вблизи чёрных дыр.

В 2019 году Европейская Южная Обсерватория (ESO) сообщила о достижении, важность которого для астрономии было сложно переоценить: исследователям удалось получить первое прямое визуальное изображение сверхмассивной чёрной дыры и её «тени». Исследования выполнялись с применением виртуального Телескопа горизонта событий (Event Horizon Telescope, EHT) — антенной решётки планетарного масштаба из восьми наземных радиотелескопов.

Это было первое в истории прямое изображение чёрной дыры — запечатлён объект массой 6,5 млрд солнечных масс, лежащий в центре галактики Messier 87 в созвездии Девы на расстоянии 55 миллионов световых лет от Земли. Изображение показывало яркое кольцо с темным центром, которое являлось тенью чёрной дыры. При съёмке этого изображения астрономы заметили значительное количество поляризованного света вокруг чёрной дыры, а сложная работа в этом направлении позволила увидеть магнитные поля.

Поляризованные световые волны имеют иную ориентацию и яркость по сравнению с неполяризованным светом. И точно так же, как свет поляризуется, когда проходит через некоторые солнцезащитные очки, он поляризуется, когда излучение происходит в намагниченных и горячих средах. Поскольку поляризация является признаком наличия магнитных полей, это изображение ясно показывает, что кольцо чёрной дыры сильно намагничено.

«Это поляризованное изображение говорит о том, что излучение в кольце наверняка создаётся магнитными полями, расположенными очень близко к горизонту событий», — сказала в беседе со Space.com Моника Москибродзкая (Monika Moscibrodzka), координатор рабочей группы по поляриметрии EHT и доцент Университета Радбуда в Нидерландах.

Это первый случай, когда астрономам удалось измерить поляризацию так близко к краю чёрной дыры. Новое изображение чёрной дыры не только впечатляет, но и позволяет получить информацию о мощных джетах, излучаемых с М87. Яркие джеты — это струи энергии и вещества, истекающие из ядра галактики M87 и простирающиеся на 5000 световых лет от центра галактики.

Это одна из самых загадочных и поразительных по масштабам энерговыделения особенностей данной галактики. Большая часть материи вокруг чёрной дыры попадает внутрь неё, но некоторые частицы избегают поглощения и выбрасываются далеко во вселенную в виде джетов.

На изображении — джет в галактике M87 в поляризованном свете

«На первых снимках мы показали только интенсивность, — сказала госпожа Москибродзкая о первом выпущенном изображении объекта. —

Теперь мы добавили поляризационную информацию поверх исходного изображения».

«Новые поляризованные изображения знаменуют собой важный шаг к тому, чтобы узнать больше о газе вблизи черной дыры и, в свою очередь, о том, как чёрные дыры растут и испускают джеты», — отметил доцент Университета Колорадо в Боулдере и координатор теоретической рабочей группы EHT Джейсон Декстер (Jason Dexter) в электронном письме Space.com.

«Радиотелескопы EHT имеют приёмники, способные регистрировать сигналы из космоса в поляризованном свете, — сказал координатор Рабочей группы по поляриметрии EHT и выдающийся исследователь Гента в Университете Валенсии в Испании Иван Марти-Видал (Ivan Marti-Vidal).

— Эти поляризованные приёмники работают так же, как поляризованные солнцезащитные очки, которые используют некоторые люди».

Показав чёрную дыру в галактике M87 через поляризованный свет, команда получила лучшее представление о горизонте событий чёрной дыры, который также известен как «точка невозврата». Это пространственно-временная область, чьё гравитационное притяжение настолько велико, что её уже не может покинуть ни один объект, в том числе световые кванты. Они также смогли лучше изучить взаимодействие с аккреционным диском объекта — облаком горячего газа и другого диффузного материала, который падает в сторону чёрной дыры и закручивается вокруг неё.

Наблюдения команды и этот новый взгляд на объект в галактике M87 углубляют понимание учёными структуры магнитных полей непосредственно за пределами чёрной дыры — до сих пор остаётся загадкой, как джеты, бо́льшие, чем сама галактика, излучаются из чёрной дыры.

«Астрономы уже давно считали, что магнитные поля, переносимые горячим газом вблизи чёрных дыр, играют важную роль в процессе поступления газа внутрь и запуске релятивистских джетов энергетических частиц в окружающую галактику. Поляризованное изображение, которое мы видим, говорит о структуре и силе этих магнитных полей очень близко к чёрной дыре в M

87, откуда запускаются джеты», — отметил господин Декстер.

Эти наблюдения не просто выявили магнитные поля на краю чёрной дыры в М87, но также показали, что газ там очень сильно намагничен.

«Главное открытие состоит в том, что мы не только видим магнитные поля вблизи чёрной дыры, как это и ожидалось, но они также кажутся сильными. Наши результаты показывают, что магнитные поля могут перемещать газ вокруг чёрной дыры и мешать его распространению. Результат — интересный ключ к тому, как чёрные дыры растут за счёт поглощения газа»,

— добавил учёный.

«Мы всё ещё не знаем всех деталей о том, как создаются джеты, но мы знаем, что магнитные поля могут играть решающую роль в этом процессе», — сказал господин Марти-Видаль. В будущем команда надеется продолжить наблюдение за M87 не только в поляризованном спектре, но и на разных длинах световых волн, чтобы построить более полную картину пространства вокруг чёрной дыры и исследовать магнитные поля более подробно.

Работа была опубликована в двух статьях в журнале Astrophysical Journal Letters командой EHT, в которой принимает участие более 300 исследователей из организаций по всему миру.

Если вы заметили ошибку — выделите ее мышью и нажмите CTRL+ENTER.

Неандертальцы могли вымереть из-за изменений магнитного поля Земли 42 тысячи лет назад. А вдруг это произойдет снова? | Громадское телевидение

Около 42 тысяч лет назад магнитные полюса Земли ненадолго «поменялись местами». Это могло вызвать ряд изменений окружающей среды и массовое вымирание — в том числе неандертальцев, некоторое время сосуществовавших с нашими непосредственными предками.

И хотя об этом явлении (известном как «событие Лашамп») было известно еще с 1960-х годов, только сейчас исследователи из австралийского Университета Нового Южного Уэльса и Музея Южной Австралии смогли определить его более-менее точную дату и последствия.

***

Северный магнитный полюс Земли (тот, на который указывает стрелка компаса) не имеет четкого местонахождения: оно меняется в зависимости от активности земного ядра, но все равно находится где-то около Северного полюса (географического).

Кое-где полюса могут двигаться и на дальнейшее расстояние. А во время упомянутого события Лашамп они просто поменялись местами на 800 лет. Истинных причин этого явления пока нет. Известно лишь, что событие Лашамп было последним таким изменением магнетизма Земли.

читайте также

Узнать больше о том периоде австралийским исследователям помогла находка двухлетней давности — древнее дерево каури, которое росло во времена события Лашамп. Кольца его ствола (в толщину более 2,5 метра) «хранили» данные о событиях того времени.

Ученые применили радиоуглеродный анализ, чтобы проанализировать изменения в радиации, накопленной в древесине в течение события Лашамп, и сопоставили ее с годовыми кольцами (они растут с четкой периодичностью, что позволяет указать точный год, когда происходило то или иное событие).

Составленную хронологию событий, происходивших 42 тысячи лет назад, ученые сравнили с данными из пещер, торфяных болот и ледовых шапок (где также достаточно хорошо сохранились остатки существ, обитавших столь давно).

fullscreen

Почти 42 тысячи лет назад магнитные полюса Земли внезапно поменялись местами

Фото:

NASA via Flickr

Итак, что происходило, когда магнитные полюса Земли поменялись местами? Магнитное поле нашей планеты ослабло на 28% по сравнению с его нынешней силой. Земля стала более уязвимой к космической активности — в частности, радиации и солнечному ветру. Один из побочных последствий этого процесса — частые явления полярных сияний.

Но были и другие: ионизация воздуха в результате попадания в земную атмосферу космической радиации должна была привести к частым грозам с молниями. А еще радиация должна была «нагреть» озоновый слой Земли, что повлекло за собой глобальные климатические изменения.

«Древние люди по всему миру видели впечатляющие полярные сияния, мерцающие прозрачные облака и пелену по всему небу. Вероятно, это было похоже на конец света», — предполагает соавтор исследования, профессор Музея Южной Австралии Алан Купер.

Купер с коллегами предполагает, что все это побудило тогдашних людей искать убежища от неба. Так, в частности, можно объяснить внезапное появление наскальных рисунков на пещерах по всему миру как раз около 42 тысяч лет назад. А еще — внезапное вымирание неандертальцев и ряда других видов животных.

fullscreen

Неандертальцы могли вымереть в результате внезапного изменения магнитных полюсов Земли

Фото:

12019 / Pixabay

Сейчас ученые фиксируют стремительное движение северного магнитного полюса Земли от канадской Арктики в сторону российской Сибири, а также постепенное ослабевание магнитного поля планеты (где-то на 9% за последние 170 лет). Причины этих явлений пока неизвестны, но исследователей они настораживают.

«Если бы сегодня произошла подобное событие [как событие Лашамп], то последствия для нынешнего общества были бы катастрофическими. Космическая радиация уничтожит наши системы электроснабжения и спутниковую связь», — объясняет Алан Купер.

Именно поэтому, по мнению австралийского ученого, нужно уже сейчас думать, в частности, над противодействием явлению глобального потепления. Ведь если к нему добавится еще и изменение магнитного поля, последствия будут гораздо страшнее.

Исследование было опубликовано в научном издании Science 19 февраля.

читайте также

NASA предупредило об аномалии в магнитном поле над Землей :: Общество :: РБК

Она наблюдается, в частности, над Южной Америкой. Из-за аномалии могут возникать сбои при получении данных со спутников, а также может нарушаться работа бортовых компьютеров

Фото: NASA / Reuters

В магнитном поле Земли существует аномалия, из-за которой могут выходить из строя бортовые компьютеры и нарушаться порядок получения данных со спутников, сообщило NASA. Ученые назвали это явление Южно-Атлантической аномалией, оно наблюдается над Южной Америкой и южной частью Атлантического океана.

Как пояснило NASA, магнитное поле Земли действует как щит, защищая планету от солнечных частиц. Однако в районе Южно-Атлантической аномалии действие щита необычайно слабое, что позволяет частицам ближе проникать к поверхности Земли. Испускаемое ими излучение может выводить из строя бортовые компьютеры и мешать сбору данных со спутников.

«Роскосмос» назвал неопасным приближающийся к Земле астероид

Сейчас аномалия не оказывает видимого воздействия на повседневную жизнь на Земле, однако наблюдения агентства показывают, что она расширяется в западном направлении, а действие щита продолжает ослабевать.

Более того, область аномалии разделяется на две зоны, что создает дополнительные проблемы для спутниковых программ, сообщает NASA.

Южно-Атлантическая аномалия возникает из-за двух особенностей ядра Земли: наклона ее магнитной оси и потока расплавленных металлов внутри ее внешнего ядра, считают в NASA.

Ученые узнали о смещении магнитного полюса Земли к России

«Несмотря на то что Южно-Атлантическая аномалия движется медленно, она претерпевает некоторые изменения в морфологии, поэтому важно продолжать наблюдать за ней и выполнять миссии», — сказал геофизик Центра космических полетов Годдарда NASA Терри Сабака. По мнению ученых, эти наблюдения дадут им новое понимание процессов ядра Земли и того, как они влияют на другие процессы планеты.

Опубликовано первое фото магнитного поля Солнца

Ученые создали первую в мире карту магнитного поля солнечной короны. Оказалось, что его сила составляет от 1 до 4 гаусс — это в несколько раз превышает силу магнитного поля Земли на поверхности планеты, которая достигает в среднем 0,5 гаусс.

Тонкие верхние слои атмосферы Солнца, называемые короной, представляют собой постоянно меняющиеся джунгли плазмы. Но составить карту силы магнитных полей оказалось нелегко: яркость Солнца не позволяет как следует разглядеть его корону.

Однако теперь наблюдения, проведенные с помощью коронографа, блокирующего яркий диск Солнца, позволили солнечным физикам измерить скорость и интенсивность волн, проходящих сквозь корональную плазму. «Мы впервые нанесли на карту магнитное поле короны в крупном масштабе», — говорит физик Стивен Томчик из высокогорной обсерватории в Боулдере (штат Колорадо, США), который разработал коронограф.

В 2017 году Томчик входил в группу ученых, которые воспользовались полным солнечным затмением для измерения магнитного поля короны. Он отправился на вершину горы в Вайоминге со специальной камерой, чтобы сделать поляризованные снимки короны в момент, когда Луна полностью закроет Солнце. Но тогда ученые наблюдали лишь часть короны.

Наблюдения с помощью коронографа позволили исследователям взглянуть на всю корону нашей звезды. Теоретики давно предсказали, что скорость корональных волн связана с силой магнитного поля. Эти волны также могут переносить тепло с поверхности Солнца в его корону. Но прежде никто не проводил измерения сразу во всей короне.

«Магнитное поле Солнца постоянно меняется», — говорит физик Цзихао Ян из Пекинского университета. По словам физика Дженны Самра из Смитсоновской астрофизической обсерватории в Кембридже (штат Массачусетс, США) измерение силы магнитного поля короны — очень важно: «Создание глобальных карт силы магнитного поля короны… вот что позволит нам в конечном итоге делать более точные прогнозы космических погодных явлений».

В данный момент Томчик и его коллеги работают над новой версией коронографа, которая получила название COSMO. С помощью прибора наблюдения за магнитным полем Солнца ученые смогут наблюдать за звездой постоянно.

%d0%9c%d0%b0%d0%b3%d0%bd%d0%b8%d1%82%d0%bd%d0%be%d0%b5 %d0%bf%d0%be%d0%bb%d0%b5 пнг образ | Векторы и PSD-файлы

день независимости бангладеш

1500*1500

Элемент мазка кистью флаг Бангладеш

5000*5000

витамин набор иконок вектор органический витамин золото падение значок капли золотое вещество 3d комплекс с химической формулой капельного изолированных иллюстрация

5000*5000

витамин b3 ниацин вектор витамин золото масло таблетки значок органический витамин золото таблетки значок медицина капсула золотое вещество для красоты косметическое здоровье промо реклама дизайн 3d комплекс витаминов иллюстрация

5000*5000

Бангладеш национальный парламент вектор значок

2000*2000

простая инициализация bb b геометрическая линия сети и логотип цифровых данных

2276*2276

Пейловая листья текстуры цветной ветви дерева

2500*2500

День независимости Бангладеш надписи с флагом Бангладеши

2500*2500

облака комиксов

5042*5042

be careful to slip fall warning sign carefully

2500*2775

blue series frame color can be changed text box streamer

1024*1369

green environmental protection pattern garbage can be recycled green clean

2000*2000

bb логотип

2223*2223

bb крем тень вектор

1300*1300

естественный цвет bb крем цвета

1200*1200

Косметический bb Крем Дизайн Плаката косметический Косметика постер Реклама косметики Плакат

3240*4320

цвет перо на воздушной подушке bb крем трехмерный элемент

1200*1200

Красивая розовая и безупречная воздушная подушка bb крем косметика постер розовый красивый розовый Нет времени На воздушной

3240*4320

prohibited use mobile phone illustration can not be used

2048*2048

я люблю моих фб хорошо за футболку

1200*1200

flowering in spring flower buds flowers to be placed plumeria

2000*2000

bb крем ню макияж косметика косметика

1200*1500

pop be surprised female character

2000*2000

крем крем вв вв на воздушной подушке иллюстрация

2000*2000

black and white train icon daquan free download can be used separately can be used as decoration free of charge

2000*2000

be careful to fall prohibit sign slip careful

2300*2600

bb логотип дизайн шаблона

2223*2223

витамин b5 пантотеновая кислота вектор витамин золото масло таблетки значок органический витамин золото таблетки значок капсула золотое вещество для красоты косметическая реклама дизайн комплекс с химической формулой иллюстрации

5000*5000

розовый бб крем красивый бб крем ручная роспись бб крем мультфильм бб крем

2000*3000

3d модель надувной подушки bb cream

2500*2500

серые облака png элемент для вашего комикса bd

5042*5042

Мечтательный красивый чистый ню макияж bb косметический плакат косметический Косметический постер Реклама косметики косметология Красота

3240*4320

82 летняя годовщина векторный дизайн шаблона иллюстрация

4083*4083

bb крем ню макияжа постер Новый список преимущественный колос День святого

3240*4320

три группы 3d реалистичное декоративное яйцо с золотым цветом на гнезде bd с золотым всплеском текстовый баннер

5000*5000

две бутылки косметики жидкая основа белая бутылка крем bb

2000*2000

be careful of road slip warning signs fall warning signs character warning signs pattern warning signs

2000*2000

logo design can be used for beauty cosmetics logo fashion

1024*1369

be careful of potholes warning signs warning signs caution

2000*2000

be careful of electric shock icons warning icons cartoon illustrations warnings

2500*2000

bb крем cc крем пудра Порошок торт фонд

2000*2000

жидкая подушка крем bb

1200*1200

bb кремовый плакат белый макияж косметический На воздушной подушке

3240*4320

flowering in summer flower buds flowers to be placed lotus

2000*2000

82 летняя годовщина логотип дизайн шаблона иллюстрацией вектор

4083*4083

но логотип компании вектор дизайн шаблона иллюстрация

4083*4083

be careful and fragile warning signs round beware

2500*2000

attention be careful cut icon danger

2500*2000

be careful with fire pay attention to fire pay attention to fire warning icon

2000*2000

red bb cream cartoon cosmetics

2500*2500

Новое изображение знаменитой черной дыры показывает ее закрученное магнитное поле

Лия Крейн

Вид сверхмассивной черной дыры M87 в поляризованном свете

EHT Collaboration / ESO

Первое изображение тени черной дыры стало еще интереснее. Коллаборация Event Horizon Telescope (EHT) выпустила первое прямое изображение черной дыры в 2019 году, и, хотя само изображение было впечатляющим, это не было тем научным шведским столом, на который некоторые надеялись.Теперь исследователи добавили к изображению поляризованный свет, что дает нам представление о том, как магнитные поля вокруг сверхмассивной черной дыры создают мощные струи материи.

«Это было не так много информации о реальной физике газа вокруг черной дыры», — говорит Сара Иссаун, член команды EHT из Университета Радбауд в Нидерландах. «Глядя на него в поляризованном свете, мы получили информацию о магнитном поле черной дыры».

EHT использует сеть из восьми телескопов по всему миру, чтобы превратить Землю в один гигантский радиотелескоп, что позволило получить беспрецедентный вид на сверхмассивную черную дыру в центре галактики M87, на расстоянии 55 миллионов световых лет от нас.Свет, который захватывает EHT, излучается электронами, когда они ускоряются вдоль магнитных полей, а поляризация света зависит от направления магнитного поля.

Используя измерения поляризованного света возле черной дыры M87, команда EHT обнаружила, что напряженность магнитного поля составляет от 1 до 30 Гс. Это примерно в 50 раз сильнее магнитного поля Земли, измеренного на полюсах планеты, где оно наиболее сильное.

«Поляризованный свет имеет эти изогнутые спирали, похожие на спираль», — говорит Иссаун.«Это говорит нам о том, что магнитное поле вокруг черной дыры упорядочено, и это действительно важно, потому что только упорядоченное магнитное поле может запускать струи, а скремблированное магнитное поле не может этого сделать».

Некоторые черные дыры, в том числе дыра в M87, изрыгают огромные струи материи, но как именно они это делают, долгое время оставалось загадкой. Исследователи полагают, что струи запускаются и формируются под действием магнитных полей, но доказательства ограничены.

«Этот струйный процесс совершенно потрясающий — нечто размером с нашу солнечную систему может выбрасывать струю, которая пронизывает целые галактики и даже окрестности галактик», — говорит Иссаун. «Теперь мы действительно впервые видим магнитное поле вблизи черной дыры, и это связывает его со струей, которая является самым мощным процессом во Вселенной».

Измерение магнитного поля этой черной дыры с помощью поляризованного света позволило исследователям значительно сократить количество возможностей того, как работает черная дыра и ее струя. Они сравнили наблюдения с симуляциями 120 различных теоретических моделей, и только 15 из них соответствуют тому, что мы видим на самом деле.

Во всех 15 из этих моделей магнитные поля черной дыры относительно сильны и отводят материю от самой черной дыры, истощая ее в пользу выброса вещества в струю.

Пока неясно, одинаково ли сужаются возможности для всех сверхмассивных черных дыр или конкретно для этой. «Многое из того, что нам нужно сделать в следующие несколько лет, — это выяснить, какие уроки мы можем извлечь из этого и из других источников», — говорит Эндрю Чел, член команды EHT в Принстонском университете.

Пока что похоже, что все черные дыры с сильными струями, вероятно, ведут себя так же, как в M87, говорит он. Добавление всего лишь нескольких телескопов к массиву EHT — что исследователи уже планируют сделать — может помочь точно определить, как черная дыра запускает свой джет.

Ссылки на журналы: The Astrophysical Journal Letters, DOI: 10.3847 / 2041-8213 / abe71d и DOI: 10.3847 / 2041-8213 / abe4de

Подпишитесь на нашу бесплатную рассылку новостей Launchpad и отправляйтесь в путешествие по галактике и за ее пределами каждую пятницу

Еще по этим темам:

Неистовые невидимые струи раскрывают магнитное поле черной дыры

Несмотря на то, что черные дыры таят в себе глубокие концептуальные загадки, они являются простейшими из крупных объектов Вселенной: некоторые вращаются.У некоторых есть электрический заряд. И все они упакованы своей массой достаточно плотно, чтобы полностью погрузиться в темноту, создавая гравитационное притяжение, которое улавливает даже свет. Они предлагают мало что можно измерить и тем более посмотреть.

Но настоящие черные дыры, особенно сверхмассивные звери, прячущиеся в сердцах большинства галактик, совсем не темные и простые. Первая фотография черной дыры была сделана только в 2019 году, и для ее получения астрономам пришлось использовать сеть телескопов, охватывающих всю нашу планету. Эта конкретная черная дыра находится в центре галактики M87, среди бурлящей вершины горячего газа, расположенной в 55 миллионах световых лет от Земли.Сфотографировать было действительно подвигом, потому что объект представляет собой яркий, но крошечный булавочный укол в небе.

[По теме: что произойдет, если вы упадете в черную дыру?]

Несмотря на то, что черная дыра M87 занимает площадь, сопоставимую с нашей Солнечной системой — примерно 0,02 светового года в поперечнике, — она ​​испускает мощные струи частиц, простирающиеся на 10 000 световых лет вверх и вниз. Эти струи сжигают энергию примерно так же быстро, как и все звезды в нашей галактике вместе взятые.

«Это самый мощный процесс во всей Вселенной», — говорит Сара Иссаун, астрофизик из Университета Радбауд в Нидерландах и участник коллаборации, сфотографировавшей черную дыру M87.«И мы до сих пор не знаем, как это происходит».

Данные о «красивой» черной дыре

Теперь мы знаем немного больше. Иссаун и другие триста или около того исследователей, которые составляют коллаборацию Event Horizon Telescope (EHT), вернулись через два года после пандемии после их международного дебюта с обновленным изображением. На новом снимке запечатлена ранее невидимая сторона черной дыры — силовое поле, которое, как считается, отвечает за запуск самых мощных джетов во Вселенной.

«Это прекрасные данные», — говорит Энрике Лопес Родрикес, астроном из Стэнфордского университета, специализирующийся на сверхмассивных черных дырах и не участвовавший в исследовании. «Они впервые измерили магнитное поле вблизи горизонта событий черной дыры».

В реальности, где гравитация была единственной силой, черные дыры оставались бы намного темнее. Но тот факт, что они распыляют частицы почти со скоростью света через целые галактики, убедительно указывает на то, что здесь задействовано что-то еще.«Сама по себе гравитация не может этого объяснить», — говорит Лопес Родрикес. «Тебе нужна другая сила».

Невидимое магнитное поле

На протяжении десятилетий исследователи считали, что за это ответственен магнетизм, единственная другая сила, которая может оказывать столь сильные эффекты в огромных масштабах. Но рядом с гравитацией, которую астрономы могут наблюдать, двигаясь вокруг звезд и галактик, магнетизм практически невидим. За исключением запуска нескольких магнитов на холодильник и наблюдения за их дрейфом, исследователи могут различать далекий магнетизм только по движению заряженных частиц, таких как электроны и протоны.

Облако в форме шины, окружающее сверхмассивную черную дыру M87, в значительной степени состоит из плазмы, материи, атомы которой были разорваны на совокупность именно таких заряженных частиц. Когда магнитное поле черной дыры заставляет их закручиваться по спирали, они светятся светом, который колеблется в определенных направлениях или «поляризациях». Когда этот поляризованный свет достигает объектов EHT на Земле, миллионы лет спустя, участники коллаборации могут восстановить приблизительную карту магнитного поля, через которое прошли частицы.

[По теме: это первое прямое изображение черной дыры]

Эффект тонкий. Новое изображение основано на тех же данных, что и знаменитое изображение черной дыры 2019 года, но с фильтром, применяемым для выбора только поляризованного света. Это немного похоже на просмотр через поляризованные солнцезащитные очки.

Участники коллаборации впервые увидели поляризованные изображения всего через три месяца после публичной публикации оригинального изображения. Но инструменты EHT пропускали поляризованный свет и поблизости, и для проверки того, правильно ли исследователи отсортировали земные фотоны от фотонов черных дыр, потребовалось время.

«Весь двухлетний процесс действительно был потрачен на то, чтобы убедиться, что то, что мы видим, реально», — говорит Иссаун.

После разработки пяти методов пятикратной проверки их фильтрации, участники сотрудничества уверены, что поляризация допустима. Они опубликовали свои результаты в среду с двумя отчетами в The Astrophysical Journal Letters.

Выбросить теории черных дыр

Поляризованное изображение оказалось неожиданно показательным. Теоретики коллаборации провели 40 симуляций на суперкомпьютерах (каждое занимало около недели), чтобы создать 3D-видео поведения черных дыр.Затем они рассмотрели другие варианты, такие как разные скорости электронов и разные углы обзора, чтобы получить 70 000 правдоподобных карт магнитного поля черной дыры. Наконец, когда они сравнили эти теоретические изображения с фактическим изображением, совпало всего 72.

«Было очень удивительно сузить [возможное поведение] настолько резко», — говорит Эндрю Чейл, астрофизик из Принстонского университета и член EHT.

Сохранившиеся симуляции подчеркивают основные характеристики магнитного поля черной дыры и обращаются к давним спорам о происхождении джетов.

Магнитные поля и рождение джетов черных дыр

Очень сильное поле будет жестко направлено наружу от плазменного диска, как палочки кренделя, воткнутые в пончик. Слабое поле, однако, взбалтывается с плазмой, образуя падающий круг. Коллаборация EHT увидела нечто среднее: спиралевидное поле приличной силы, которое, по их оценкам, составляет от 1 до 30 гаусс , единица измерения плотности магнитного потока. Это означало бы, что черная дыра M87 имеет магнитное поле в десятки раз сильнее земного.

Сила магнетизма, циркулирующего вокруг сверхмассивной черной дыры M87, предполагает, что ее поле запускает струи особым образом, известным как магнитная задержка.

Магнитные поля возникают из-за движения заряженных частиц — магниты на холодильник слипаются, потому что их электроны вращаются вместе. По мере того, как плазма движется по спирали к экватору черной дыры, магнитное поле вокруг экватора усиливается. По мере того, как поле накапливается, оно «задерживает» или останавливает приток новых заряженных частиц и в конечном итоге становится настолько интенсивным, что силовое поле разливается над и под черной дырой, вытесняя струи.Новое поляризованное изображение предполагает, что это насильственное вытеснение — то, что происходит в самом сердце M87.

«Чистое обнаружение действительно потрясающее, — говорит Лопес-Родрикес. «Он начинает отвечать на очень важный вопрос: как формируется струя».

Но сверхмассивная черная дыра M87 составляет всего одну выборку. В течение следующих нескольких лет коллаборация будет стремиться расширить это число, как путем непосредственного фотографирования сверхмассивной черной дыры в центре Млечного Пути, так и путем сравнения их уточненных теорий с формами более далеких струй черных дыр.

«Мы извлечем много уроков, пытаясь установить эту связь», — говорит Чейл.

Новые изображения черной дыры M87 показывают ее вращающееся магнитное поле

Эллиптическая галактика M87 находится в 55 миллионах световых лет от нас, в центре близлежащего скопления Девы. Глубоко внутри этой галактики скрывается сверхмассивная черная дыра, которая весит в 6,5 миллиардов раз больше массы нашего Солнца. Эта черная дыра мгновенно стала известной в 2019 году, когда коллаборация Event Horizon Telescope (EHT) выпустила ее портрет — первое в истории прямое изображение тени черной дыры.

Теперь коллаборация EHT выпустила обновленные виды M87, которые предлагают беспрецедентный взгляд на свет, исходящий из-за пределов ее черной дыры. Эти изображения показывают сложную структуру мощного магнитного поля, которое, по мнению астрономов, отвечает за выброс из черной дыры струи длиной в 5000 световых лет со скоростью, близкой к скорости света.

Данные, полученные с помощью ALMA, показывают ориентацию света в части далеко идущей струи M87. Ориентация света связана со структурой и силой магнитного поля в этой области. (Фото: ALMA [ESO / NAOJ / NRAO], Годди и др.)

Давайте сориентируемся

Когда световые волны проходят рядом с сильным магнитным полем, рывки этого поля оставляют на них безошибочный след. Подобно железным опилкам, выстраивающимся в линию, чтобы показать невидимые силовые линии магнитного поля стержневого магнита, световые волны «выстраиваются в линию» — или становятся поляризованными — в присутствии магнитных полей, что может дать подсказки о структуре и силе поля. И это то, что наблюдали исследователи совместной работы EHT.

«Поляризация света несет в себе информацию, которая позволяет нам лучше понять физику изображения, которое мы видели в апреле 2019 года», — пояснил Иван Марти-Видаль из Университета Валенсии в Испании, один из координаторов Рабочей группы EHT по поляриметрии. пресс-релиз.«Открытие этого нового изображения в поляризованном свете потребовало многих лет работы из-за сложных методов, связанных с получением и анализом данных», — добавил он.

Одно новое изображение показывает поляризацию света, исходящего от аккреционного диска из горячего материала, окружающего черную дыру M87 и втекающего в нее. По крайней мере, часть этого кольца значительно поляризована. Этот факт, в свою очередь, говорит астрономам, что диск содержит сильно намагниченный газ. По их оценкам, сила магнитного поля черной дыры составляет от 1 до 30 Гаусс, что примерно в 2-50 раз сильнее, чем собственное магнитное поле Земли.

И около горизонта событий черной дыры, или точки невозврата, исследователи обнаружили, что магнитное поле настолько сильное, что отталкивает часть материала, даже когда большая часть течет внутрь, навсегда исчезая внутри черной дыры. Основываясь на моделях аккреционного диска с использованием этой новой информации, исследователи подсчитали, что черная дыра M87 всасывает материал со скоростью от 0,0003 до 0,002 солнечных масс каждый год.

Установка струи

Способность магнитного поля черной дыры служить привратником, предотвращая попадание хотя бы некоторого материала внутрь, может быть ключом к тому, как черная дыра M87 извергает протяженные струи материала, которые растягивают тысячи световых лучей. -годы за пределами галактики.Астрономы долгое время считали, что магнитные поля играют решающую роль в этом процессе, но только сейчас они получают подробное представление о том, как именно это могло произойти. Такой крупный план поможет исследователям лучше настроить свои модели того, как вещество и магнитные поля ведут себя очень близко к черным дырам.

Сотрудники EHT также использовали данные с большой миллиметровой / субмиллиметровой антенной решетки Атакамы (ALMA) в Чили — части глобальной, виртуально связанной сети радиотелескопов, составляющих EHT, — чтобы составить карту поляризации света в секции струи, находящейся дальше от черная дыра.Так что теперь у астрономов есть не только очень близкий вид, но и уменьшенная картина того, как вещество и магнитные поля в джете M87 развиваются по мере того, как они движутся от точки своего происхождения.

Новые изображения показывают, как быстро меняется магнитное поле Земли

Миссия: Swarm

Магнитное поле Земли является важной частью планеты. Он защищает нас от суровых условий Вселенной и позволяет жизни, какой мы ее знаем, процветать. И оно кардинально меняется, ослабевая в одних частях и усиливаясь в других.

В поисках большего понимания два года назад Европейское космическое агентство (ЕКА) создало Swarm — миссию, предназначенную исключительно для наблюдения и понимания магнитного поля Земли и любых изменений, происходящих с ним.

Наблюдения теперь доказывают, что магнитное поле Земли ослабевает в 10 раз быстрее, чем мы думали. Одна из предложенных причин заключается в том, что, возможно, наше магнитное поле «переворачивается» — нормальное явление, которое, как полагают, происходит каждые 100 000 лет или около того.

Наручные часы: самая четкая карта нашего магнитного поля на данный момент

Красные области показывают, где поле стало сильнее, а синие области показывают его ослабление.Предоставлено: ESA

. После нескольких лет сбора данных три спутника Swarm смогли детально отобразить изменения в силе магнитного поля Земли.

«Данные роя теперь позволяют нам отображать подробные изменения в магнитном поле Земли не только на поверхности Земли, но и на краю его исходной области в ядре», — говорит Крис Финли из DTU Space в Дании, который возглавляет Проект ЕКА.

«Неожиданно мы обнаружили быстрые локализованные изменения поля, которые, кажется, являются результатом ускорения жидкого металла, текущего внутри ядра.”

Карта от Swarm — это самая ясная из имеющихся у нас картина того, как изменилось магнитное поле. Согласно ESA: «Это ясно показывает, что поле ослабло примерно на 3,5% в высоких широтах над Северной Америкой, в то время как оно усилилось примерно на 2% над Азией. Область, где поле наиболее слабое — Южно-Атлантическая аномалия — неуклонно продвигалась на запад и еще более ослабла примерно на 2% ».

Да, и северный магнитный полюс тоже движется на восток в сторону Азии.

Как читатель футуризма, мы приглашаем вас присоединиться к Singularity Global Community, форуму нашей материнской компании, чтобы обсудить футуристическую науку и технологии с единомышленниками со всего мира. Присоединяйтесь бесплатно, зарегистрируйтесь сейчас!

У галактик тоже есть магнитные поля! Изображения здесь | Space

Увеличить. | Галактика NGC 5775 и ее магнитное поле видны вместе на этом составном изображении, сделанном с помощью радиоданных, полученных с Очень большой матрицы Карла Дж. Янски (VLA) возле Сокорро, штат Нью-Мексико, наложенных на оптическое изображение, полученное космическим телескопом Хаббл. Этот композит занял 2-е место в конкурсе изображений Национальной радиоастрономической обсерватории, посвященном 40-летию VLA.Изображение предоставлено Jayanne English / NRAO / HST / J.Irwin et al.

До недавнего времени измерение слабых магнитных полей далеких галактик было чрезвычайно сложной задачей. Телескопы были недостаточно чувствительны, чтобы регистрировать такие слабые сигналы. Однако в 2011 году известная радиообсерватория на очень большой решетке (VLA) в Нью-Мексико была обновлена ​​и оснащена новым коррелятором (более или менее новым «мозгом»), а также новой волоконной оптикой и электроникой. Обновления позволили VLA наблюдать за гораздо более широкой частью радиочасти электромагнитного спектра, чем раньше.В результате астрономы начали исследовать большие газовые гало, окружающие галактики. И они обнаружили — и начали визуализировать — огромные магнитные поля, простирающиеся далеко в эти гало.

Если вы хотите наблюдать неуловимые магнитные поля, исходящие от галактик, непрактично смотреть на галактики, расположенные лицом к лицу, то есть на галактики, которые мы видим сверху или снизу их диска. Слабое излучение магнитных полей галактик, обращенных лицом друг к другу, тонет в ярких выбросах звезд из дисков этих галактик.Вместо этого более практично смотреть на галактики с ребра. Когда астрономы рассматривают галактику с ребра, они могут более четко видеть слабый ореол над и под плоским диском галактики. Затем они смогут измерить особое радиоизлучение, вызванное магнитным полем галактики.

Пример галактики, видимой лицом, показан на левом изображении (NGC 3344), а пример галактики, видимой с ребра, на правом изображении (NGC 891). Последний имеет оптимальную ориентацию для астрономов для обнаружения магнитных полей над и под диском галактики.Изображения предоставлены Адамом Блоком / Mount Lemmon SkyCenter / University of Arizona / Wikimedia Commons (CC BY-SA 3.0 US) и Hewholooks / Wikimedia Commons (CC BY-SA 3.0).

Посмотрите еще раз на изображение в самом верху этой страницы. Галактика NGC 5775 — галактика, видимая с ребра. Он относительно близко к нам, как и галактики, на расстоянии 94 миллионов световых лет. Вот почему VLA удалось получить данные, которые позволили нам увидеть гало этой галактики и ее магнитное поле во всех деталях. Радиоизображение накладывается на оптическое изображение плоского диска галактики, полученное космическим телескопом Хаббл.В диске видны розоватые пузырьки горячего газа. Эти пузыри являются местом рождения космических лучей, которые распространяются в виде ветров и помогают формировать большой ореол галактики, который виден в радиочасти электромагнитного спектра и, следовательно, виден недавно обновленным VLA.

Обновления очень большой матрицы — переименованной в Очень большую решетку Карла Дж. Янского, но все еще известной астрономам как VLA — позволили начать исследование магнитных полей на окраинах галактик.Изображение предоставлено Терезой Вигерт.

Часть космических лучей в NGC 5775 улавливается силовыми линиями магнитного поля в гало галактики. Линии магнитного поля показывают направление магнитной силы: например, если бы сильные линии магнитного поля воздействовали на земной компас, они бы указали стрелке вашего компаса, в каком направлении указывать. Вот почему стрелка компаса указывает на север.

Стержневой магнит с железными опилками, выстроенными в линию, демонстрируя силовые линии магнитного поля. Аналогично этому, излучение очень быстрых электронов — космические лучи — отслеживает линии галактического магнитного поля, когда они вращаются вокруг них.Изображение через Physics Stackexchange.

На изображении галактики вверху мы видим силовые линии магнитного поля как «линии тока». Именно от этих магнитных силовых линий течет радиоизлучение, которое позже будет улавливаться VLA. Силовые линии расходятся неожиданно далеко, на расстояние 26 000 световых лет от диска галактики NGC 5775. Это четверть размера самой галактики!

Обратите внимание, что на изображениях в этой статье линии течения магнитного поля галактики немного похожи на мерцающие «занавески» света, которые иногда можно увидеть в полярных сияниях или северном сиянии.Подобно стрелке компаса, полярные сияния направляются силовыми линиями в магнитном поле Земли.

На других планетах тоже есть полярные сияния; Юпитер обладает невероятно сильным магнитным полем, в 14 раз сильнее земного!

Для сравнения: магнитные поля в галактиках примерно в миллион раз в слабее, чем у Земли. Итак, вы можете увидеть, что удивительно, что мы можем обнаружить такое за миллионы световых лет от нас.

Вот еще одна галактика, магнитное поле которой было получено с помощью наблюдений VLA.На этом изображении показан крупный план NGC 4666 в оптическом диапазоне, наблюдаемый Хабблом, с наложенным зеленым на радиоизображении VLA силовых линий магнитного поля. Эта галактика, расположенная в 86 миллионах световых лет от нас, производит намного больше звезд в год, чем Млечный Путь, и называется галактикой со вспышкой звездообразования. Его гало с сопровождающим его магнитным полем огромно, простирается на 22 000 световых лет от диска. В этой галактике астрономы также обнаружили, что магнитное поле меняет направление в диске. Этот снимок получил почетное упоминание на недавнем конкурсе изображений Национальной радиоастрономической обсерватории.Подробнее об этом изображении. Изображение предоставлено Еленой Штайн / NRAO / HST / CTIO / J.Irwin et al.

Но каковы на самом деле магнитные поля галактики? Как астрономы их измеряют?

Обычно магнетизм визуально невидим для нас. Магнит на игрушечной машинке, воздействующий на другую машину в детском поезде, может показаться волшебством (даже взрослым, которые думают об этом). Мы не можем увидеть магнетизм глазами. Тем не менее, магнитное поле Земли пронизывает нашу жизнь, всегда окружает нас, достаточно сильное, чтобы защитить нас от ионизирующего излучения Солнца, которое в противном случае нанесло бы ущерб нашим клеткам.

Когда электрон движется очень быстро, со скоростью, близкой к скорости света, это называется космическим лучом. Когда космический луч приближается к силовой линии магнитного поля в галактике, он вращается вокруг нее и излучает особый вид радиоизлучения, называемого синхротронным излучением. Используя радиотелескоп, такой как VLA, астрономы могут измерить это слабое излучение и увидеть, как оно поляризовано — синхротронное излучение является индикатором вызвавшего его магнитного поля.

Итак, астрономы знают, что там, где они обнаруживают синхротронное излучение в галактиках, также должны присутствовать магнитные поля.

Но есть много вещей, которых мы еще не знаем. Как создаются магнитные поля галактики и как они поддерживаются?

NGC 4217 — галактика, видимая с ребра, с впечатляюще протяженным магнитным полем. По структуре он похож на наш Млечный Путь и находится в 67 миллионах световых лет от нас. Как и в случае с NGC 5775, это изображение представляет собой композицию изображения, показывающего галактику в оптическом свете с данными об ионизированном водороде в красном цвете и радиоданными с наложенными на него силовыми линиями магнитного поля.Изображение предоставлено Еленой Штайн / НРАО / SDSS / КПНО / J.Irwin et al.

Когда их наблюдения за Вселенной вызывают вопросы, астрономы часто садятся, чтобы найти ответы с помощью астрофизической теории. Одна популярная теория, объясняющая магнитные поля внутри диска галактики, называется галактическим динамо. Короче говоря, теория описывает, как внутреннее (по отношению к галактике) динамо создает магнитное поле жидкообразным движением — вращением и конвекцией — в горячем газе, так что кинетическая энергия (энергия движения) преобразуется в магнитную энергию.

Внутренняя динамо-машина далекой галактики может подпитываться взрывами сверхновых. Вращательные силы и движения могут создавать большое симметричное магнитное поле. Между тем, другие движения газа в галактике — например, падающий газ — создадут асимметрию внутри поля.

Но помните, что мы говорили ранее о магнитном поле галактики. Видно, как он простирается далеко-далеко в окружающий ореол галактики. Одна вещь, которая неизвестна, — это то, как магнитное поле может поддерживаться так далеко в ореоле.Это область текущих исследований и наблюдений, когда инструменты позволяют астрономам обнаруживать и измерять магнитные поля на этих слабых уровнях. Еще один новый радиотелескоп, который еще больше поможет в этом начинании, — это грядущий Square Kilometer Array.

Кстати, наша родная галактика Млечный Путь тоже имеет магнитное поле. Недавние исследования показывают, что магнитное поле Млечного Пути изгибается!

Посмотреть на фотографиях сообщества EarthSky. | Визуализации магнитных полей галактик отчасти могут быть вдохновлены изображениями, подобными этому, земных полярных сияний.Однако свет от полярных сияний создается немного иначе: от молекул в нашей атмосфере, которые получают энергию от ионизированных частиц Солнца, попавших в магнитное поле Земли. Дэвид Какуктинник в заливе Ранкин, Нунавут, Канада, сфотографировал северное сияние 12 сентября 2020 года. Он написал: «Северное сияние над Гудзоновым заливом, с Марсом в центре изображения». Спасибо, Дэвид!

Изображения галактических магнитных полей, представленные на этой странице, не являются фотографиями, как фотография северного сияния выше.Мы не можем увидеть магнитные поля галактик, глядя своими глазами.

Вместо этого астрономам нужно провести специальную обработку, чтобы получить магнитные поля, глядя на интенсивность и поляризацию радиоволн. Когда у вас есть поляризация, вы знаете направление магнитного поля в разных местах и ​​можете нанести это на карту в виде стрелок (векторов). Эти виды карт не очень привлекательны визуально, поэтому вместо этого магнитные поля были получены с помощью новой техники с использованием так называемого метода интеграла свертки линий .Это позволяет сглаживать векторы с изображением ореола в виде узора, показывающего одно и то же — интенсивность и направление магнитного поля. Астроном Джаянн Инглиш, профессор Университета Манитобы, руководила или участвовала в разработке всех представленных здесь изображений. Она увлекательно объясняет, как их здесь делают.

Итог: До недавнего времени магнитные поля на окраинах галактик были слишком слабыми для наблюдения. В этой статье рассказывается о том, почему — и немного о том, как — мы можем начать изучать эти обширные поля прямо сейчас.

Тереза ​​Вигерт

Просмотр статей

Об авторе:

Тереза ​​Вигерт — шведско-канадский астроном, доктор философии. Кандидат наук по астрофизике и степень магистра физики. Она любила небо и все в нем и за его пределами с четырех лет и спросила отца об очень яркой звезде, которую она увидела ранним рождественским утром.Узнав, что это не звезда, а планета Венера, она начала читать все, что касалось астрономии, что могла найти. В конце концов она стала радиоастрономом, исследуя газ в спиральных галактиках. Она любит пропагандировать науку и преподавать, особенно показывая ночное небо группам детей (и взрослых!).

Впервые на изображениях запечатлены магнитные поля черной дыры — Harvard Gazette

Астрономы получили новый вид сверхмассивной черной дыры в центре галактики M87.Изображения, опубликованные сегодня коллаборацией Event Horizon Telescope (EHT), показывают, как черная дыра, находящаяся на расстоянии около 55 миллионов световых лет, появляется в поляризованном свете.

Это изображение знаменует собой первый раз, когда астрономы зафиксировали и нанесли на карту поляризацию, признак магнитных полей, так близко к краю черной дыры.

Ученые до сих пор не понимают, как магнитные поля — области, в которых магнетизм влияет на движение материи — влияют на активность черной дыры. Помогают ли они направлять материю в голодные пасти черных дыр? Могут ли они объяснить загадочные струи энергии, выходящие из ядра галактики?

В двух исследованиях, опубликованных сегодня в Astrophysical Journal Letters, астрономы EHT раскрывают свои последние открытия и то, как магнитные поля могут влиять на черную дыру в центре галактики M87.

«Один из главных научных драйверов EHT — различение различных конфигураций магнитного поля вокруг черной дыры», — говорит Анджело Рикарте, соавтор и исследователь Центра астрофизики | Гарвард и Смитсоновский институт (CfA). «Поляризация — это один из самых прямых датчиков магнитного поля, которое дает природа».

Коллаборация EHT уже более десяти лет изучает сверхмассивный объект в центре M87. В апреле 2019 года упорный труд команды окупился, когда они показали самое первое изображение черной дыры.С тех пор ученые углубились в данные и обнаружили, что значительная часть света вокруг черной дыры M87 поляризована.

Свет становится поляризованным, когда он проходит через определенные фильтры, такие как линзы поляризованных солнцезащитных очков, или когда он излучается в горячих областях космоса, которые намагничены. Точно так же, как поляризованные солнцезащитные очки помогают нам лучше видеть, уменьшая отражения и блики от ярких поверхностей, астрономы могут улучшить свой взгляд на черную дыру, глядя на то, как поляризован исходящий от нее свет.В частности, поляризация позволяет астрономам наносить на карту силовые линии магнитного поля, расположенные вокруг внутреннего края черной дыры.

«Чтобы получить уверенность в нашем анализе, мы использовали пять различных методов для калибровки данных и восстановления поляриметрических изображений», — говорит Мацик Вильгус, исследователь Гарвардской инициативы по черной дыре и CfA, принимавший участие в исследовании. «Эти огромные командные усилия окупились, поскольку мы обнаружили очень хорошую согласованность между результатами, полученными с использованием всех различных методов.”

Эти новые поляризованные наблюдения черной дыры M87 являются ключом к объяснению того, как галактика может запускать энергетические струи из своего ядра, говорит команда EHT.

Впечатляющее разрешение, полученное с помощью EHT, эквивалентно разрешению, необходимому для изображения кредитной карты на поверхности Луны.

Одна из самых загадочных особенностей M87 — яркая струя материи и энергии, которая выходит из ее ядра и простирается на расстояние не менее 100 000 световых лет. Большая часть материи, расположенной близко к краю черной дыры, падает внутрь.Однако некоторые из окружающих частиц вылетают за несколько мгновений до захвата и уносятся далеко в космос в виде этих струй.

Астрономы не знают, как из ее ядра запускаются струи, большие, чем сама галактика, и как в черную дыру попадает только определенное вещество.

Теперь, с новым изображением черной дыры в поляризованном свете, команда исследовала непосредственно область за пределами черной дыры, где происходит взаимодействие между втекающим и выбрасываемым веществом.

Наблюдения предоставляют новую информацию о структуре магнитных полей за пределами черной дыры, показывая, что только теоретические модели с сильно намагниченным газом могут объяснить то, что астрономы видят на горизонте событий.

«Теоретически магнитные поля соединяют черные дыры с окружающей их горячей плазмой», — говорит Даниэль Палумбо, соавтор и исследователь CfA. «Понимание структуры этих полей — первый шаг к пониманию того, как можно извлечь энергию из вращающихся черных дыр для создания мощных струй.”

Для наблюдения за сердцем галактики M87 коллаборация EHT объединила восемь телескопов по всему миру, в том числе Субмиллиметровую решетку Смитсоновской астрофизической обсерватории, чтобы создать виртуальный телескоп размером с Землю. Впечатляющее разрешение, полученное с помощью EHT, эквивалентно разрешению, необходимому для изображения кредитной карты на поверхности Луны.

Эта беспрецедентная разрешающая способность позволила команде непосредственно наблюдать черную дыру с поляризованным светом, обнаруживая наличие структурированного магнитного поля вблизи горизонта событий.

«Это первое поляризованное изображение черной дыры в M87 — только начало», — говорит Доминик Пеше, исследователь CfA и соавтор исследования. «Поскольку EHT продолжает расти, будущие наблюдения уточнят картину и позволят нам изучить, как структура магнитного поля изменяется со временем».

Шеперд Доулман, директор-основатель EHT, добавил: «Уже сейчас мы разрабатываем EHT следующего поколения, который позволит нам снимать первые фильмы о черных дырах. Следите за новостями о настоящем кинотеатре черной дыры.”

В коллаборации EHT участвуют более 300 исследователей со всего мира и 30 ученых и инженеров из Центра астрофизики | Гарвард и Смитсоновский институт.

Новое изображение черной дыры показывает магнитные поля чудовища

Астрономы впервые увидели магнитные поля, запутанные вокруг черной дыры.

Телескоп Event Horizon раскрыл магнетизм горячего светящегося газа вокруг сверхмассивной черной дыры в сердце галактики M87, сообщают исследователи в двух исследованиях, опубликованных 24 марта в Интернете в Astrophysical Journal Letters .Считается, что эти магнитные поля играют решающую роль в том, как черная дыра сбрасывает материю и запускает мощные плазменные струи на тысячи световых лет в космос ( SN: 3/29/19 ).

«В течение десятилетий мы знали, что джеты в некотором смысле приводятся в действие за счет аккреции на сверхмассивные черные дыры, и что спиралевидный газ и истекающая плазма сильно намагничены — но в точных деталях было много неуверенности», говорит Эйлин Мейер, астрофизик из Университета Мэриленда, округ Балтимор, не участвовавший в работе.«Структура магнитного поля плазмы вблизи горизонта событий [черной дыры] — это совершенно новая информация».

Сверхмассивная черная дыра внутри M87 была первой черной дырой, которую сфотографировали ( SN: 4/10/19 ). На этом изображении была видна тень черной дыры на фоне ее аккреционного диска — яркий вихрь сверхгорячого газа, вращающийся по спирали вокруг темного центра черной дыры. Он был создан на основе наблюдений, сделанных в апреле 2017 года глобальной сетью обсерваторий, которые в совокупности образуют одну виртуальную радиотарелку размером с Землю, называемую телескопом горизонта событий ( SN: 4/10/19 ).

Используя данные 2017 года, ученые создали первую реальную картину сверхмассивной черной дыры в центре галактики M87. Как? Мы объясняем.

В новом анализе используются те же наблюдения. Но в отличие от первоначального портрета черной дыры, новое изображение объясняет поляризацию световых волн, излучаемых газом вокруг черной дыры. Поляризация измеряет ориентацию световой волны — колеблется ли она вверх и вниз, влево и вправо или под углом — и может зависеть от магнитного поля, из которого исходит свет.Итак, нанеся на карту поляризацию света вокруг края черной дыры M87, исследователи смогли проследить структуру лежащих в основе магнитных полей.

Команда нашла доказательства того, что некоторые магнитные поля вращаются вокруг черной дыры вместе с диском материала, закручивающимся в нее. Этого следовало ожидать, потому что «когда газ вращается, он в основном способен уносить с собой магнитное поле», — говорит Джейсон Декстер, астрофизик из Университета Колорадо в Боулдере.

Но, по его словам, «в этом магнитном поле есть интересный компонент, который не просто следует за движением газа.«По крайней мере, некоторые из линий магнитного поля торчат вверх или вниз перпендикулярно от аккреционного диска или указывают прямо к черной дыре или от нее, — обнаружили Декстер и его коллеги. По его словам, эти магнитные поля должны быть очень сильными, чтобы их не уносил вихрь падающего газа.

Такие сильные магнитные поля могут фактически отталкивать часть материала, спиралевидно движущегося к черной дыре, помогая ей сопротивляться гравитации, говорит соавтор исследования Моника Мосцибродзка, астрофизик из Университета Радбауд в Неймегене, Нидерланды.По ее словам, магнитные поля, направленные вверх и вниз от аккреционного диска, также могут помочь запустить плазменные струи черной дыры, направляя материал к полюсам черной дыры и увеличивая ее скорость.

Подпишитесь на последние новости от

Science News

Заголовки и резюме последних новостей науки статей, доставленных на ваш почтовый ящик

.