ОРИЕНТИРОВАНИЕ МЕЖЗВЕЗДНЫХ ПЫЛЕВЫХ ЧАСТИЦ МАГНИТНЫМИ ПОЛЯМИ

В силу соображений симметрии, поляризация света звезд не может возникнуть при рассеянии на сферических частицах. Она может появиться при рассеянии на вытянутых и одинаково ориентированных частицах.

Наиболее простое объяснение одинаковой ориентации пылевых частиц в космических облаках лежит в воздействии упорядоченных межзвездных магнитных полей на ферромагнитные частицы. Существование таких полей подтверждается рядом явлений, с которыми мы встретимся и дальше. Частица в направлении своей большей оси, как правило, ослабляет свет сильнее, чем в направлении меньшей. Игольчатые кристаллы из таких ферромагнетиков, как рассеивающих сильнее, чем ледяные кристаллы, выстраиваются вдоль магнитных силовых линий даже в слабом магнитном поле порядка . Впрочем, поле должно быть больше, так как упорядочение частиц все время разрушается столкновениями их при тепловом движении. Чтобы этого не происходило, нужна очень низкая температура межзвездного вещества — около 10 К, что справедливо лишь в отношении пылинок, а не электронов и атомов.

Пылинки из тоже ферромагнитны. Если они имеют приблизительно цилиндрическую форму, то и ориентировка и поляризация света в зависимости от длины волны, вычисленные теоретически, согласуются с тем, что реально наблюдается. В то же время графитовые частицы не поддаются ориентировке, за исключением крупных частиц, которые, по-видимому, не встречаются.

Правдоподобный механизм ориентировки частиц можно найти в явлении парамагнитной релаксации. Весьма малая парамагнитная частица в межзвездном пространстве под воздействием ударов от быстрых электронов приходит в быстрое вращение (до ). Если ось вращения наклонена к силовым магнитным линиям, то на частицу действует высокочастотное магнитное поле, в результате чего появляется диссипация энергии вращения, ось вращения испытывает момент, поворачивающий ее параллельно полю.

Естественно, что длиннейшее измерение частицы оказывается перпендикулярным к направлению поля, а кратчайшее расположено вдоль него. Если мы будем смотреть в направлении, перпендикулярном к силовым линиям, то в плоскости, их содержащей, колебания в световом луче будут ослаблены меньше, чем в плоскости перпендикулярной (рис. 143). При наблюдении поляризации света звезд в спиральных (предположительно) рукавах Млечного Пути перпендикулярно к рукаву (например, в созвездии Персея) направления поляризации у разных звезд согласуются и совпадают с направлением рукава, а вдоль рукава (например, в созвездии Лебедя) эти направления хаотичны (см. рис. 164). В первом случае работает систематическое магнитное поле спирального рукава (см. ниже, с. 391), а во втором случае — разные случайные магнитные поля. Напряжение магнитного поля, достаточное для описанного механизма при электронной температуре около 10 000 К, равно .

Рис. 143. Схема, поясняющая поляризацию света парамагнитными частицами в магнитном поле

Итак, хотя все рассмотренные явления, связанные с межзвездной пылью, не привели нас к однозначному ответу о природе пылевых частиц, область выбора между ними оказывается в наши дни достаточно узкой.

Заметим, наконец, что очень малые частицы — крупные молекулярные комплексы размером около — оказываются эффективными поглощателями видимого света за счет переноса электронов на многочисленные высшие энергетические уровни, оставшиеся незаполненными. Если действует этот механизм, то плотность межзвездной пыли и общую массу придется значительно снизить против ранее приведенных значений. Больших оснований для этого пока не видно.