Международная группа ученых совершила уникальный эксперимент: впервые в лабораторных условиях были созданы загадочные плазменные шары, аналогичные тем, что возникают в экстремальных процессах далеких блазаров. Это событие стало настоящим прорывом в области астрофизики, ведь раскрытие природы подобных явлений помогает приблизиться к разгадке происхождения мощных космических потоков и их взаимодействия с окружающей средой. Опыты проводились на знаменитом ускорителе Super Proton Synchrotron в ЦЕРНе, что позволило воссоздать условия, максимально приближенные к экстремальным процессам космоса.
Что такое блазар и почему он интересует ученых
Блалзары — это особый класс активных галактик, в сердцах которых скрываются сверхмассивные черные дыры. Под их влиянием из ядер выбрасываются узкие и яркие струи частиц, почти достигающие скорости света. Эти потоки несут колоссальные энергетические заряды и становятся источником самого интенсивного гамма-излучения во Вселенной — иногда их энергия составляет несколько тераэлектронвольт. Но астрономы постоянно сталкиваются с загадкой: часть ожидаемого излучения просто исчезает на пути к Земле, не попадая в телескопы даже при самой совершенной аппаратуре.
Долгое время существовало предположение, что причина исчезновения кроется в нестабильности электронно-позитронных потоков при их столкновении с межгалактической плазмой. Если эти пучки распадаются и теряют энергию, это могло бы объяснить нехватку гамма-фотонов на детекторах. Однако до сих пор подобных процессов никто не мог наблюдать напрямую.
Лабораторный эксперимент в ЦЕРН: новые открытия
Для проверки этой гипотезы команда ученых с помощью передовой установки HiRadMat в лабораториях ЦЕРН создала искусственный пучок, аналогичный струе от блазара, и пропустила его сквозь метровую область плазмы. Так им удалось смоделировать космические условия на Земле и проследить, как заряженные частицы взаимодействуют с материей.
Выводы оказались неожиданными и воодушевляющими для научного сообщества: пучок остался устойчивым, в нем почти не возникали дополнительные магнитные поля, а признаки плазменной неустойчивости вообще не проявились. Это серьезно отличается от прежних ожиданий и указывает, что основным объяснением исчезновения гамма-лучей служит не распад потоков в плазме, а нечто иное.
Авторы пришли к выводу, что, по всей видимости, в межгалактическом пространстве существует слабое, но всеобъемлющее магнитное поле, которое влияет на распространение космических лучей. Это важное открытие помогает лучше понять не только природу блазаров, но и эволюцию крупных космических структур после Большого взрыва.
Мнения участников: к новым открытиям через лабораторную астрофизику
Профессор Джанлука Грегори, глава исследовательского коллектива из Оксфорда, отмечает: «Наши эксперименты подтверждают, что современное лабораторное оборудование способно дать ответы на вопросы, ранее считавшиеся сугубо теоретическими. Мы становимся ближе к пониманию происхождения космических магнитных полей и эволюции мощных джетов из центров галактик». Его коллега, профессор Боб Бингем из Центральной лазерной лаборатории, подчеркивает, что это значимый шаг для всей лабораторной астрофизики — новой быстроразвивающейся области, которая позволяет воспроизводить экзотические процессы Вселенной, не покидая Землю.
Оптимистичный взгляд в будущее: Cherenkov Telescope Array и возможности новых наблюдений
Ученые уверены, что грядущие этапы исследований с использованием обсерватории Cherenkov Telescope Array откроют еще большее количество тайн Вселенной. Эта амбициозная обсерватория даст возможность в деталях изучить межгалактические магнитные поля и подтвердить, как именно они формировались среди первых структур молодой Вселенной. Каждое подобное открытие вдохновляет все новые поколения исследователей и продвигает человечество на пути к разгадке великих космических тайн.
