Лабораторное воссоздание космических «огненных шаров»: новый взгляд на загадку исчезнувших гамма-лучей

Международная научная группа, возглавляемая специалистами из Оксфордского университета, объявила о значительном прорыве: впервые в истории удалось создать плазменные «огненные шары» в условиях земной лаборатории. Это достижение было зафиксировано на базе ускорителя Супер Протонный Синхротрон (SPS) в ЦЕРНе, Женева, и открывает новые перспективы для изучения фундаментальных явлений Вселенной.

Суть новаторского эксперимента, результаты которого были опубликованы в издании PNAS 3 ноября 2025 года, заключалась в попытке разгадать давнюю астрофизическую аномалию. Речь идет о необъяснимом отсутствии низкоэнергетических гамма-лучей (порядка ГэВ) в данных, собранных космическими обсерваториями, такими как спутник «Ферми». Блазары — активные ядра галактик, управляемые сверхмассивными черными дырами, — испускают мощнейшие струи частиц и излучения с энергией до нескольких ТэВ. При прохождении через межгалактическое пространство эти высокоэнергетические гамма-лучи должны взаимодействовать с фоновым светом звезд, порождая каскады электрон-позитронных пар, которые, в свою очередь, должны создавать вторичное, менее энергичное гамма-излучение, которое, однако, остается неуловимым.

Для проверки гипотез о природе этого «исчезновения» исследователи задействовали комплекс HiRadMat в ЦЕРНе. Они сгенерировали пары электрон-позитрон с помощью SPS и направили их через метровый объем плазмы, воссоздав в контролируемых условиях аналог каскадного процесса, происходящего в космосе. Вопреки одной из теорий, предполагавшей, что нестабильность самой плазменной струи в разреженной межзвездной среде приводит к потере энергии, лабораторная симуляция показала, что пучок частиц оставался удивительно узким и стабильным. Это наблюдение существенно ослабляет версию о внутренней неустойчивости струй как причине дефицита ГэВ-излучения.

По мнению ведущих ученых, включая Пабло Бильбао из Оксфорда, этот результат смещает фокус внимания на внешние факторы. Он убедительно указывает на то, что в межгалактическом пространстве, вероятно, существуют древние, крупномасштабные магнитные поля, которые отклоняют эти частицы, не давая им достичь наших детекторов в ожидаемом количестве. Таким образом, эксперимент, проведенный на Земле, не только пролил свет на природу космических струй, но и предоставил весомые доказательства существования невидимых структур, формировавших Вселенную на самых ранних этапах ее развития.