Un experimento crucial en el CERN respalda la existencia de un campo magnético intergaláctico omnipresente

Un consorcio internacional de científicos ha logrado replicar con éxito las condiciones extremas de los chorros cósmicos energéticos en un entorno de laboratorio, lo que marca un avance fundamental en el campo de la astrofísica experimental. Utilizando el acelerador Super Proton Synchrotron (SPS) en la sede del CERN, en Ginebra, los investigadores generaron 'bolas de fuego' de plasma con el objetivo de investigar un enigma cósmico de larga data: la inexplicable desaparición de los rayos gamma de alta energía mientras atraviesan el espacio intergaláctico. Esta investigación trascendental, cuyos detalles se publicaron en las Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS) el 3 de noviembre de 2025, establece un puente crucial entre la cosmología teórica y la experimentación terrestre tangible.

El foco de la investigación se centró en los blázares, que son galaxias caracterizadas por albergar agujeros negros supermasivos que lanzan potentes haces de radiación y partículas a velocidades cercanas a la luz en dirección a la Tierra. Estos chorros emiten intensos rayos gamma de teraelectronvoltios (TeV). Se predice que, a medida que estos rayos viajan por el cosmos, interactúan con la luz de fondo, dando lugar a la creación de pares de electrón-positrón. Posteriormente, se supone que estos pares deberían generar una emisión secundaria de rayos gamma de menor energía al dispersarse contra el fondo cósmico de microondas. Sin embargo, los instrumentos espaciales, notablemente el satélite Fermi, han fallado sistemáticamente en detectar esta emisión secundaria anticipada, lo que constituye un rompecabezas significativo para la comunidad astrofísica.

Para explicar este déficit, se han propuesto dos hipótesis principales. La primera sugiere que campos magnéticos débiles permean el medio intergaláctico, desviando sutilmente los pares de partículas. La segunda postula que los propios haces se vuelven inestables al atravesar el escaso material cósmico, generando campos magnéticos de auto-refuerzo que disipan la energía. El equipo de investigación, una colaboración clave que incluyó a la Universidad de Oxford y la Central Laser Facility (CLF) del STFC, empleó la instalación HiRadMat del CERN para someter a prueba estas conjeturas de manera directa.

Los científicos simularon la propagación de una cascada impulsada por un blázar a través del plasma intergaláctico. Esto se logró mediante la generación de pares electrón-positrón a través del SPS y su canalización a través de un plasma ambiental de un metro de longitud. Las mediciones experimentales arrojaron un resultado inequívoco: el haz de pares se mantuvo notablemente estrecho y casi paralelo, mostrando una evidencia mínima de inestabilidad disruptiva o de campos magnéticos autogenerados.

Esta observación crucial sugiere enfáticamente que las inestabilidades de haz-plasma no son la causa principal de la ausencia de rayos gamma de GeV. De esta manera, el estudio proporciona un apoyo empírico sustancial a la hipótesis alternativa que involucra campos magnéticos externos. El Profesor Gianluca Gregori de la Universidad de Oxford, Investigador Principal del proyecto, comentó que estos esfuerzos de laboratorio conectan eficazmente la teoría abstracta con la observación concreta, mejorando significativamente la comprensión de fenómenos astrofísicos distantes.

La implicación central de este hallazgo es un fuerte respaldo a la existencia de un campo magnético intergaláctico omnipresente, que podría ser una reliquia antigua de los momentos iniciales del universo. Este resultado redirige el enfoque científico, pasando de simplemente explicar la falta de rayos gamma a comprender el origen mismo de este magnetismo cósmico. La estabilidad observada en el experimento de laboratorio, que implica un andamiaje magnético externo, ahora obliga a los científicos a buscar la fuente inicial de ese campo, considerando esta estructura cósmica como una pista profunda sobre las condiciones primordiales del universo.