耀变体喷流等离子体“火球”在实验室重现 有助破解“消失的伽马射线”之谜
科技日报·2025-11-05 17:25
耀变体是一类由超大质量黑洞驱动的活动星系,会向地球方向喷射出狭窄、接近光速的粒子与辐射束, 产生极强的伽马射线,能量可达数太电子伏(TeV)。理论上,这些高能伽马射线在穿越星际空间时, 会与恒星背景光发生散射,生成电子—正电子对。随后,这些粒子对应当与宇宙微波背景相互作用,产 生能量较低的伽马射线,但迄今为止,这些低能伽马射线始终未被卫星望远镜探测到。 由英国牛津大学领衔的国际团队利用欧洲核子研究中心(CERN)的超级质子同步加速器,首次在实验 室制造出等离子体"火球",模拟了类星体耀变体喷流在星际空间传播的过程,为破解宇宙中"消失的伽 马射线"之谜提供了新线索。相关成果发表于新一期《美国国家科学院院刊》。 科学家长期困惑于这一现象。一种观点认为,这些电子—正电子对被极其微弱的星际磁场偏转,导致伽 马射线偏离视线;另一种观点则认为,粒子束在穿越稀薄星际介质时会出现不稳定性,扰动电流进而生 成磁场,使粒子束能量耗散。 为验证这些观点,研究团队在CERN的高辐射材料实验设施中,利用超级质子同步加速器产生电子—正 电子对,并让它们穿过一米长的等离子体,构建出类星体喷流在星际空间传播的实验模型。通过精确测 量粒子束形 ...