Een internationaal onderzoeksteam, geleid door de Universiteit van Oxford, heeft een significante doorbraak gerealiseerd door met behulp van de Super Proton Synchrotron (SPS) versneller bij CERN in Genève plasma 'vuurballen' te creëren. Deze gecontroleerde laboratoriumnabootsing, beschreven in PNAS op 3 november 2025, is ontworpen om een hardnekkig kosmisch raadsel op te helderen: de onverklaarbare afwezigheid van laag-energetische gammastralen in het universum.
Het onderzoek concentreert zich op de krachtige stralingsbundels, of jets, die afkomstig zijn van blazars, actieve sterrenstelsels. Wanneer deze tera-elektronvolt (TeV) stralen door de intergalactische ruimte reizen en interageren met sterlicht, wordt de productie van elektronen-positronparen verwacht. Deze paren zouden op hun beurt de voorspelde laag-energetische (GeV) gammastralen moeten genereren. Desondanks blijven deze GeV-stralen, ondanks hun theoretische aanwezigheid, onopgemerkt door ruimteobservatoria zoals de Fermi-satelliet.
Om dit fenomeen te testen, werd in de HiRadMat-faciliteit van CERN een experiment uitgevoerd. Onderzoekers produceerden elektronen-positronparen via de SPS en stuurden deze door een plasma van één meter lang. Dit bootste de cascade na die wordt veroorzaakt door TeV-gammastralen in de ruimte tussen sterrenstelsels. Het doel was om twee hypothesen te toetsen: of de deeltjesbundels instabiel worden tijdens hun reis, of dat zwakke, bestaande magnetische velden in de intergalactische ruimte de deeltjes afbuigen, waardoor de gammastralen aan de detectie ontsnappen.
De laboratoriumresultaten wezen op een verrassende conclusie. De gemeten bundelinstabiliteit in de gecontroleerde omgeving was onvoldoende om de verdwijning van de GeV-stralen te verklaren. Het team observeerde juist een opmerkelijk stabiele, smalle bundel met minimale zelfopgewekte magnetische velden. Dit versterkt de hypothese dat een extern, mogelijk oeroud magnetisch veld in de intergalactische ruimte de deeltjes afbuigt, waardoor de straling aan onze waarneming onttrokken blijft.
Professor Gianluca Gregori van de Universiteit van Oxford benadrukte dat dergelijke laboratoriumexperimenten de kloof tussen theoretische modellen en astronomische waarnemingen kunnen overbruggen. Dit succesvolle nabootsen van een kosmisch fenomeen biedt een krachtig instrument voor verder onderzoek naar de oorsprong van deze kosmische magnetische structuren. Toekomstige instrumenten, zoals de geplande Cherenkov Telescope Array (CTA), zullen naar verwachting de cruciale gegevens leveren om de rol van deze zwakke, verreikende magnetische velden definitief te bevestigen.