Ein internationales Forscherteam unter der Leitung der Universität Oxford hat im Rahmen eines weltweit einzigartigen Experiments am Super Proton Synchrotron (SPS) des CERN in Genf Plasma-Feuerbälle erzeugt. Die am 3. November 2025 in der Fachzeitschrift PNAS veröffentlichte Arbeit untersuchte die Stabilität von Plasmastrahlen, wie sie von Blazaren ausgestoßen werden. Ziel war es, ein langjähriges astrophysikalisches Rätsel zu beleuchten: das unerklärliche Verschwinden niederenergetischer Gammastrahlen im intergalaktischen Raum.
Blazare, aktive Galaxien, die von supermassereichen Schwarzen Löchern angetrieben werden, schleudern extrem energiereiche Gammastrahlungs-Jets mit Energien von mehreren TeV aus, welche von bodengestützten Teleskopen erfasst werden. Theoretisch sollten diese TeV-Strahlen bei ihrer Reise durch das All mit dem Sternenlicht wechselwirken und Kaskaden erzeugen, die niederenergetische GeV-Gammastrahlen freisetzen. Weltraumteleskope wie das Fermi-Observatorium haben diese erwarteten GeV-Signale jedoch nicht registriert, was lange Zeit als ungelöst galt.
Zur Nachbildung dieser kosmischen Prozesse nutzte das Team die HiRadMat-Anlage des CERN. Mittels des SPS wurden Elektronen-Positronen-Paare erzeugt und durch ein ein Meter langes Plasma geschickt, um die Kaskade im intergalaktischen Medium zu simulieren. Professor Gianluca Gregori von der Universität Oxford und seine Kollegen untersuchten, ob eine Instabilität des Strahls selbst für das Fehlen der Gammastrahlen verantwortlich ist. Die Ergebnisse zeigten, dass der Teilchenstrahl im Labor schmal, stabil und nahezu parallel blieb, mit nur minimaler Selbststörung.
Hochrechnungen auf astrophysikalische Dimensionen deuten demnach darauf hin, dass Strahl-Plasma-Instabilitäten zu schwach sind, um das Fehlen der GeV-Strahlen zu erklären. Diese Beobachtung verschiebt den Fokus auf eine alternative Hypothese: die Existenz eines älteren, externen Magnetfeldes im intergalaktischen Medium, das die Teilchen ablenkt. Die Forscher vermuten, dass dieses Feld ein Relikt aus der Frühzeit des Universums sein könnte, was neue Fragen zur Entstehung von Magnetfeldern in einem als homogen angenommenen frühen Kosmos aufwirft. Die innovative Methodik, ermöglicht durch Kooperationen wie die zwischen der University of Oxford und dem Science and Technology Facilities Council (STFC), schließt die Lücke zwischen Theorie und Beobachtung, während zukünftige Instrumente wie das Cherenkov Telescope Array Observatory präzisere Daten liefern sollen.