Wie groß ist der Energiegehalt des Magnetfelds der Milchstraße?

Ja, die Energie des galaktischen Magnetfelds ist wesentlich kleiner als die Massenenergie der Milchstraße. Die Gesamtenergie eines Magnetfeldes$\mathbf{B}$in einem Band$\mathcal{V}$Ist

$$E=\frac{1}{2\mu_0}\int_{\mathcal{V}}|\mathbf{B}|^2\mathrm{d}V$$ Sie könnten eine sehr grobe Schätzung des magnetischen Energiegehalts des Felds der Milchstraße vornehmen, indem Sie eine beliebige durchschnittliche Magnetfeldstärke und ein rudimentäres Maß für das Volumen der Galaxie nehmen. Die Feldstärke variiert mit einer Spitze zur Mitte und anderen Schwankungen, die auf lokalen Strukturen und Spiralarmen basieren, aber der Durchschnitt liegt im Bereich einiger weniger$\mu$G. _ Es macht keinen Sinn, vom Volumen einer Galaxie zu sprechen, weil die Grenzen nicht gut abgegrenzt sind , aber wir könnten sagen, dass ein Großteil davon innerhalb einer Sphäre liegt, die 50.000 bis 100.000 Lichtjahre vom Zentrum entfernt ist. Diese grobe Schätzung gibt mir eine Energie, die ungefähr entspricht$500M_{\odot}$, die 9 oder 10 Größenordnungen unter der Gesamtmasse der Milchstraße liegt. An einigen Stellen könnte man zu Recht über Faktoren von wenigen oder sogar Größenordnungen streiten, aber wir würden immer noch nicht über eine ziemlich unbedeutende Zahl hinauskommen.

Dichte Spiralarme können Feldstärken von haben$\simeq15\;\mu\text{G}$, und Starburst-Regionen könnten so hoch wie erreichen$50\;\mu\text{G}$( Beck 2003 ) in anderen Spiralgalaxien. Sicher, die$E\sim|\mathbf{B}|^2$Die Beziehung würde Ihnen ein paar Größenordnungen einbringen, ebenso wie größere Galaxien, aber sie wird nicht annähernd mit der Masse leuchtender baryonischer und dunkler Materie vergleichbar sein. Sie könnten auch einige der Probleme bei der Volumenschätzung umgehen, indem Sie die magnetische Energiedichte mit der Gesamtenergiedichte einer Galaxie vergleichen; Ich bin mir sicher, dass das Ergebnis im Wesentlichen das gleiche sein wird.