Численное исследование стабильных инверсий галактического магнитного поля методом Галеркина с использованием полиномов Чебышева
Автор: Татьяна Тимуровна Хасаева
Соавторы: Подвигина Ольга Михайловна
Организация: Институт теории прогноза землетрясений и математической геофизики Российской академии наук, Москва, Россия
В настоящее время известно, что в ряде спиральных галактик присутствуют слабые (порядка единиц мкГс [1]) магнитные поля. Их развитие главным образом обусловлено механизмом динамо [2], связанным со спиральностью турбулентных движений галактического вещества и дифференциальным вращением, в то время как турбулентная диффузия, напротив, приводит к размытию крупномасштабных структур поля. В некоторых случаях (например, в Млечном Пути) [4] можно наблюдать смену направления вектора магнитной индукции по мере удаления от центра галактики. Такое явление носит название инверсий галактического магнитного поля.
Предположительно за возникновение инверсий отвечает мелкомасштабное поле, генерирующееся в начале формирования галактики и носящее случайный характер [3]. Тем не менее, есть основания полагать, что со временем крупномасштабные структуры поля приобретают осевую симметрию. Таким образом, инверсии магнитного поля, предположительно, должны возникать в радиальном направлении [5].
Кроме того, предположительно, галактическое магнитное поле в зонах постоянного направления со временем устанавливается на определенном значении, обусловленном параметрами динамо. В настоящей работе было приведено численное исследование таких областей галактики методом Галеркина, где в качестве базисных функций были взяты полиномы Чебышева.
На рисунке 1 показана угловая компонента поля с установившейся пространственной инверсией в радиальном направлении.
Исследование выполнено за счет гранта Российского Научного Фонда № 22-17-00114 “Вычислительные задачи геофизической магнитогидродинамики”.