Experimento do CERN Fornece Forte Evidência de Campo Magnético Intergaláctico Pervasivo, Solucionando o Mistério dos Raios Gama Ausentes

Uma equipe internacional de cientistas alcançou um marco significativo na astrofísica experimental ao reproduzir com sucesso as condições extremas encontradas em jatos cósmicos energéticos. Utilizando o acelerador Super Proton Synchrotron (SPS) no CERN, localizado em Genebra, os pesquisadores criaram 'bolas de fogo' de plasma. Este esforço ambicioso visava desvendar um enigma cósmico de longa data: o inexplicável sumiço de raios gama de alta energia que atravessam o espaço intergaláctico. Esta pesquisa crucial, que une a cosmologia teórica à experimentação terrestre palpável, foi detalhada e publicada nos Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS) em 3 de novembro de 2025.

A investigação se concentrou nos blazares, que são galáxias caracterizadas por buracos negros supermassivos que expelem poderosos feixes de radiação e partículas em direção à Terra a velocidades próximas à da luz. Esses jatos emitem raios gama intensos na faixa de teraelétron-volts (TeV). A expectativa teórica era que, durante sua jornada pelo cosmos, esses raios gama interagissem com a luz de fundo, gerando pares de elétrons e pósitrons. Por sua vez, esses pares deveriam produzir uma emissão secundária de raios gama de energia mais baixa, ao se dispersarem no fundo cósmico de micro-ondas. No entanto, instrumentos espaciais, notavelmente o satélite Fermi, têm consistentemente falhado em detectar essa emissão secundária prevista, apresentando um quebra-cabeça substancial para a comunidade astrofísica.

Para explicar este déficit, duas hipóteses principais foram propostas. A primeira sugeria que campos magnéticos fracos, mas onipresentes, permeiam o meio intergaláctico, sutilmente desviando os pares de partículas. A segunda teoria postulava que os próprios feixes se tornam instáveis ao atravessar o material cósmico rarefeito, gerando campos magnéticos auto-reforçados que dissipam a energia. Para testar essas ideias diretamente, a equipe de pesquisa, uma colaboração que incluiu a University of Oxford e o Central Laser Facility (CLF) do STFC, utilizou a instalação HiRadMat do CERN. Eles simularam a propagação de uma cascata impulsionada por blazar através do plasma intergaláctico, gerando pares de elétrons e pósitrons via SPS e canalizando-os através de um plasma ambiente de um metro de comprimento.

As medições experimentais forneceram um resultado inequívoco: o feixe de pares permaneceu notavelmente estreito e quase paralelo, exibindo evidências mínimas de instabilidade disruptiva ou de campos magnéticos autogerados. Esta observação sugere fortemente que as instabilidades feixe-plasma não são a causa primária para a ausência dos raios gama GeV. Consequentemente, o estudo confere um apoio empírico substancial à hipótese alternativa que envolve campos magnéticos externos. O Professor Gianluca Gregori, da University of Oxford e Pesquisador Principal, afirmou que esses esforços de laboratório conectam de forma eficaz a teoria abstrata com a observação concreta, aprimorando nossa compreensão dos fenômenos astrofísicos distantes.

A implicação central desta descoberta é um forte endosso à existência de um campo magnético intergaláctico que é pervasivo, possivelmente uma relíquia antiga dos momentos iniciais do universo. Este resultado redireciona o foco científico de simplesmente explicar os raios gama ausentes para compreender a própria origem desse magnetismo cósmico. A estabilidade observada no experimento de laboratório, que aponta para uma estrutura magnética externa, agora obriga os cientistas a buscar a fonte inicial desse campo, encarando essa estrutura cósmica como uma pista profunda sobre as condições primordiais do universo.