Названы регионы с самым сильным воздействием магнитного поля
Под самым сильным влиянием космической погоды, которая связана с солнечной активностью, находятся полярные регионы. Об этом на пресс-конференции рассказал руководитель Центра космической погоды для нужд аэронавигации при Институте прикладной геофизики Росгидромета Вячеслав Буров.
Речь идет о таких регионах, как Мурманская и Архангельская области, часть Красноярского края, Чукотка, Ненецкий и Ямало-Ненецкий округа, Коми, часть Якутии — то есть области, входящие в Арктическую зону. «Магнитное поле воздействует на людей, которые живут за Полярным кругом. Те люди, которые живут на широтах выше Мурманска, конечно, испытывают на себе изменения космической погоды гораздо более сильные, чем те люди, которые живут в средних широтах», — цитирует Бурова агентство РИА Новости.
Ученый пояснил, что амплитуда магнитных бурь в средних и полярных широтах может отличаться в 100 раз. Именно поэтому люди могут испытывать недомогания.
В то же время, по словам ученого, начавшийся новый цикл солнечной активности не будет сопровождаться большим количеством вспышек на Солнце и магнитных бурь. Он пояснил, что наступающий сейчас цикл активности, который может продлиться 10 лет, будет очень слабым. «Он будет таким же, как и тот цикл, который прошел», — отметил Буров.
Ученые создали самое мощное на Земле магнитное поле
Ученые из МИФИ вместе с коллегами из Японии и Франции в лабораторных условиях получили плазму, идентичную плазме из окрестностей черной дыры. А заодно создали самое мощное на Земле магнитное поле. В перспективе такие исследования помогут в создании сверхмощных источников излучения для решения прикладных задач физики, медицины и промышленности.
Увидеть невидимое
Представьте черную дыру: воображение рисует расплывчатое темное пятно со свечением вокруг. Вероятно, картинка навеяна научно-популярными фильмами и богатой (или, наоборот, недостаточно богатой) фантазией писателей-фантастов. Но черные дыры невозможно увидеть: гравитационное притяжение настолько велико, что покинуть черную дыру не может даже свет. Согласно современным представлениям, черная дыра — сложный объект со множеством вращающихся вокруг него дисков из газа и плазмы, фотонными кольцами. Возможно, вы помните, что в апреле 2019 года интернет облетело фото черной дыры, сделанное телескопом Event Horizon. Это было важное событие в мировой астрофизике. Но на том снимке мы видим аккреционный диск из вещества, затягиваемого в черную дыру, — оно вращается и опоясывает область икс. Аккреционный диск может простираться на триллионы километров. Например, диск сверхмассивной черной дыры M87* растягивается на 0,4 светового года. Из диска почти со скоростью света могут вырываться струи плазмы — джеты. Кстати, тот факт, что джеты образуются именно в аккреционном диске, доказала в 2018 году группа ученых, в числе которых были специалисты из МГУ, ФИАНа и МФТИ.
Еще один успех российских ученых в изучении черных дыр — в августе 2019 года телескоп ART-XC орбитальной обсерватории «Спектр-РГ» зафиксировал вспышку сверхмассивной черной дыры Стрелец А*. До этого ближайшая к Земле черная дыра более 20 лет не проявляла активности. Недавно американские астрономы при помощи комплекса радиотелескопов ALMA получили изображение аккреционного диска Стрельца А* — они-то и доказали, что диск вращается.
Эксперименты на улитке
Аккреционные диски — источники сильного рентгеновского излучения, которое образуется из-за магнитного поля с индукцией несколько тысяч тесла. Это очень много. Для сравнения: индукция магнитного поля в ИТЭРе — 13 Тл, а в медицинском томографе — 1–3 Тл. Изучение лазерной плазмы с такими параметрами, как в аккреционных дисках, будет полезно как для фундаментальной науки, так и для прикладных областей. Например, можно будет усовершенствовать технику для создания направленных пучков частиц, использующуюся в лечении рака или стерилизации медицинских изделий.
Группа ученых из МИФИ, Университета Осаки и Университета Бордо воссоздали в лаборатории небольшой объем плазмы с характеристиками, идентичными характеристикам плазмы аккреционного диска черной дыры. «В астрофизике часто приходится масштабировать — переносить результаты, полученные в лаборатории, на реальные космические объекты. Такие допущения могут обернуться ошибками, неточностями. Уникальность нашего эксперимента в том, что параметры плазмы масштабировать не нужно. Да, мы получили очень маленькое количество вещества, десятки микронов. Но его характеристики соответствуют характеристикам плазмы в окрестности черной дыры тесных двойных систем типа Лебедь Х-1», — отметил один из участников исследования, доцент Института лазерных и плазменных технологий МИФИ Филипп Корнеев.
Метод основан на многократном отражении мощного лазерного луча внутри мишени — тонкой, диаметром несколько сот микронов, медной фольги, скрученной в улитку. Медь часто используют в лазерных экспериментах из-за ее способности производить рентгеновское излучение определенной частоты в результате обстрела быстрыми электронами, присутствующими в лазерной плазме.
В эксперименте использовали два лазерных импульса. Первый, с энергией около 330 Дж и длительностью 1 пикосекунду, отправился внутрь мишени. На несколько десятков пикосекунд там образовалась плазма, а благодаря геометрии облучения и закрученной форме мишени магнитные поля были направлены навстречу друг другу так, что в области их соприкосновения происходила аннигиляция (взаимное уничтожение), приводящая к возникновению потоков частиц со скоростями, близкими к скорости света. Второй лазерный импульс был сфокусирован на расположенной рядом алюминиевой фольге и выбивал из нее пучки протонов, которые, отклоняясь в магнитном поле медной улитки, попадали на детектор. Так, методом протонной дефлектометрии, ученые измеряли характеристики магнитного поля.
Самое мощное поле
Эксперимент проводили в Японии, в Институте лазерной инженерии Университета Осаки. «В мире немного установок такой мощности и энергии — наверное, можно насчитать штук десять. Одна из них, LFEX, как раз в Осаке. Университет выделяет три месяца в году, когда пользоваться лазером могут любые исследовательские группы, на конкурсной основе. В нашем проекте мы планировали получить самое сильное магнитное поле, которое до сих пор удавалось создать в лабораториях», — отмечает Филипп Корнеев.
И получилось! В результате эксперимента зафиксировали магнитное поле более 2 тыс. Тл. Предыдущий рекорд тоже поставили в Японии, в 2018 году. Ученые из Института физики твердого тела Токийского университета получили магнитное поле с индукцией 1,2 тыс. Тл. Правда, авторы эксперимента разгромили лабораторию: после достижения пиковой мощности силовые линии магнитных полей замкнулись, оборудование взорвалось, с петель сорвало стальную дверь. Хорошо, что в этот раз все обошлось.
Самое мощное известное магнитное поле во Вселенной обнаружено у ультраяркого пульсара
Художественная интерпретация того, как может выглядеть магнитное поле пульсара.
Иллюстрация NASA.
Предыдущий рекордсмен уступает новому на целых шестьсот миллионов тесла!
Астрономы измерили самое сильное магнитное поле из всех известных во Вселенной.
Новый рекордсмен расположен в нашей галактике. Это двойная звёздная система, известная как Swift J0243.6+6124. Эта пара состоит из нейтронной звезды, которая высасывает газ из своего компаньона, образуя вокруг себя диск из звёздного материала.
Плазма из этого диска по магнитным линиям устремляется на поверхность нейтронной звезды, которая испускает величественные рентгеновские вспышки.
Вообще-то вещество падает на звезду постоянно, а потому в рентгеновском диапазоне она ярко светит также постоянно. Но, в силу того, что рентгеновское излучение выбрасывается с полюсов звезды, с Земли это свечение похоже на вспышки (испускающая его звезда вращается и периодически рентгеновский луч указывает на Землю.)
Вся эта космическая ситуация описывается в названии такого типа нейтронных звёзд: рентгеновский аккреционный пульсар.
И поверхностное магнитное поле этого невероятного пульсара составляет более чем 1,6 миллиарда тесла!
Этот пульсар особенно яркий, за что получил дополнительное «звание» — ультраяркий. Долгое время считалось, что подобная яркость связана с более сильным магнитным полем, но до сих пор прямые измерения магнитного поля такого ультраяркого рентгеновского аккреционного пульсара не проводились.
Поясним, что астрономы могут измерить магнитное поле этих объектов, изучая их рентгеновский спектр.
С помощью китайского рентгеновского астрономического спутника Insight-HXMT исследователи рассчитали магнитное поле Swift J0243.6+6124 и обнаружили, что оно составляет невероятные 1,6 миллиарда тесла.
Это самое мощное магнитное поле, когда-либо обнаруженное во Вселенной, причём с огромным отрывом — предыдущим рекордсменом был другой пульсар со «всего лишь» одним миллиардом тесла. О его обнаружении сообщила та же команда в 2020 году.
Для справки, самое сильное магнитное поле, когда-либо созданное на Земле, — это скромные 1 200 тесла.
Хотя это может быть самое сильное магнитное поле, измеренное непосредственно, вряд ли оно будет даже близко к самому сильному во Вселенной. Эта честь принадлежит другому типу нейтронных звёзд, называемых магнетарами, которые, по оценкам, обладают магнитным полем до 10 миллиардов тесла.
Исследование китайских учёных было опубликовано в научном журнале Astrophysical Journal Letters 28 июня 2022 года.
Больше новостей из мира науки вы найдёте в разделе «Наука» на медиаплатформе «Смотрим».
Астрономы измерили самое сильное из обнаруженных магнитных полей
Учёные из китайских и европейских научных центров провели измерение самого сильного из когда-либо обнаруженных магнитных полей. Рекордсменом стала нейтронная звезда, на поверхности которой образовалось поле с индукцией 1,6 млрд Тл (Тесла).
Источник изображения: english.cas.cn
Изучаемая нейтронная звезда входит в двойную систему Swift J0243.6+6124, которая расположена в нашей галактике. Она перетягивает на себя вещество своей звезды-компаньона, образуя вокруг себя диск из этого вещества. По магнитным линиям оно перемещается на поверхность звезды, которая, в свою очередь, испускает вспышки в рентгеновском диапазоне. Звезда вращается, и с позиции наблюдателя на Земле эти вспышки кажутся пульсациями. А нейтронные звезды такого типа поэтому называются рентгеновскими пульсарами.
Примечательно, что данный экземпляр относится к источникам ультраяркого рентгеновского излучения. Долгое время считалось, что эта яркость связана с сильным магнитным полем, но только сейчас его удалось измерить. Измерительным прибором послужил китайский спутник Insight-HXMT, посредством которого для двойной системы Swift J0243.6+6124 был получен результат в 1,6 млрд Тл. Это самое мощное магнитное поле из когда-либо обнаруженных, а предыдущий рекорд в 1 млрд Тл принадлежал другому пульсару — его эта же команда учёных изучала в 2020 году.
Рано или поздно утратит статус рекордсмена и сегодняшний чемпион: считается, что самые сильные магнитные поля до 100 млрд Тл генерируются другим типом нейтронных звёзд — магнетарами.
Источник: