Гігантські магнітні поля в космосі можуть виникати під впливом турбулентності, випадкових і хаотичних рухів в плазмі.
Фізики з Колумбійського університету використовували моделювання, щоб показати, що магнітні поля можуть спонтанно виникати в турбулентній плазмі. Крім того, спонтанні руху цієї плазми може посилювати магнітні поля після того, як вони були створені. Це пояснює гігантські магнітні структури, які охоплюють величезні відстані.
Дослідники аналізували, як магнітні поля можуть виникати і зберігатися в плазмі з низькою щільністю, де очікується слабка турбулентність. Вони використовували кінетичне моделювання для вивчення поведінки частинок плазми в різних умовах. Аналіз показав, що навіть в найбільш турбулентній і розведеній плазмі магнітні поля можуть виникати спонтанно і швидко зростати з часом.
Плазма — це агрегатний стан матерії, який складається в основному з іонів і електронів. Ці заряджені частинки взаємодіють з магнітними полями. Велика частина видимої матерії у Всесвіті знаходиться в формі плазми, але не всі плазми однакові. Одні з них щільні і гарячі, як Сонце, а інші розріджені і холодні, як міжгалактичне середовище.
Складове зображення, що ілюструє народження і зростання магнітних полів в турбулентній плазмі, від слабких полів в дрібних масштабах (зверху зліва) до великих полів у великих масштабах (внизу праворуч). Зображення: Columbia University
Результати моделювання показують, що турбулентність, викликана, наприклад, гравітаційним впливом галактик і скупчень, може намагнічувати розсіяну плазму міжгалактичного середовища.