CERN Deneyi, Kayıp Gama Işınları Gizemini Çözmek İçin Galaksilerarası Manyetik Alanı İşaret Ediyor

Uzun süredir çözülemeyen kozmik bir muamma, yüksek enerjili gama ışınlarının galaksilerarası uzayda seyahat ederken neden beklenmedik bir şekilde kaybolduğu sorusu, deneysel astrofizikte önemli bir ilerlemeyle ele alındı. Uluslararası bir araştırmacı ekibi, enerjik kozmik jetlerin aşırı koşullarını laboratuvar ortamında başarıyla yeniden yarattı. Cenevre'deki CERN tesisinde bulunan Süper Proton Senkrotron (SPS) hızlandırıcısı kullanılarak, bilim insanları plazma 'ateş topları' üretti. Bu çığır açan araştırma, 3 Kasım 2025 tarihinde Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS) dergisinde detaylandırılarak, teorik kozmoloji ile somut karasal deneyleri bir araya getirdi.

Bu araştırmanın odak noktasında, süper kütleli kara deliklere sahip olan ve Dünya'ya neredeyse ışık hızında güçlü radyasyon ve parçacık demetleri fırlatan gökadalar olan blazarlar yer alıyor. Bu jetler, yoğun teraelektronvolt (TeV) gama ışınları yayar. Bu ışınların uzayda ilerlerken arka plan ışığıyla etkileşime girmesi ve elektron-pozitron çiftleri oluşturması beklenir. Teorik öngörülere göre, bu çiftler daha sonra kozmik mikrodalga arka planından saçılıp daha düşük enerjili ikincil gama ışınları (GeV) üretmelidir. Ancak, Fermi uydusu da dahil olmak üzere uzay tabanlı gözlem araçları, bu beklenen ikincil emisyonu sürekli olarak tespit edememektedir. Bu durum, astrofizikçiler için büyük bir bilmece yaratmaktadır.

Bu tespit edilemeyen eksikliği açıklamak için iki ana teori öne sürülmüştü: Ya zayıf manyetik alanlar galaksilerarası ortamda yayılmış durumdadır ve parçacık çiftlerini hafifçe saptırmaktadır; ya da demetlerin kendileri, seyrek kozmik materyalden geçerken kararsız hale gelmekte ve enerjiyi dağıtan, kendi kendini güçlendiren manyetik alanlar üretmektedir. Bu iki hipotezi test etmek amacıyla, University of Oxford ve STFC's Central Laser Facility (CLF) işbirliğiyle çalışan araştırma ekibi, CERN'in HiRadMat tesisini kullandı.

Bilim insanları, SPS aracılığıyla elektron-pozitron çiftleri üretti ve bu çiftleri bir metre uzunluğundaki ortam plazmasından geçirdi. Bu düzenek, bir blazar kaynaklı basamaklanmanın galaksilerarası plazma içindeki yayılımını modelledi. Deneysel ölçümler net bir sonuç ortaya koydu: Çift demeti, dikkat çekici derecede dar ve neredeyse paralel kaldı; bu da kendi kendine üretilen manyetik alanların veya yıkıcı kararsızlığın minimum düzeyde olduğunu gösterdi.

Bu gözlem, demet-plazma kararsızlıklarının kayıp GeV gama ışınlarının birincil nedeni olmadığını güçlü bir şekilde öne sürmektedir. Böylece, harici manyetik alanları içeren alternatif hipoteze önemli ampirik destek sağlanmıştır. Baş Araştırmacı, University of Oxford'dan Profesör Gianluca Gregori, bu laboratuvar çalışmalarının soyut teoriyi somut gözlemle etkili bir şekilde bağladığını ve uzak astrofiziksel olayların anlaşılmasını geliştirdiğini belirtti.

Bu bulgunun temel çıkarımı, evrenin en erken anlarından kalma kadim bir kalıntı olabilecek, yaygın bir galaksilerarası manyetik alanın varlığına güçlü bir onay vermesidir. Laboratuvar deneyinde gözlemlenen ve harici bir manyetik iskeleyi ima eden stabilite, bilimsel odağı sadece kayıp gama ışınlarını açıklamaktan, bu kozmik manyetizmanın kökenini anlamaya kaydırmaktadır. Bu sonuç, evrenin başlangıç koşullarına dair derin bir ipucu olarak görülen bu kozmik yapının ilk kaynağını aramaya zorlamaktadır.