牛津大学联合多国科学家利用欧洲核子研究中心的超级质子同步加速器，成功在实验室生成等离子体火球，首次实现对耀变体等离子体射流稳定性的实验研究。这项研究成果已发表于《美国国家科学院院刊》，为探索宇宙缺失伽马射线和隐藏磁场的起源提供了新视角。

研究团队通过超级质子同步加速器产生电子-正电子对，并将其注入一米长的环境等离子体中，模拟耀变体在星系际空间传播的物理过程。耀变体是由超大质量黑洞驱动的活跃星系，其喷射的接近光速的粒子束会产生万亿电子伏特级的伽马射线。理论预测这些射线应与背景光作用产生低能伽马射线，但太空望远镜始终未能观测到这些信号。

实验结果显示，与理论预期不同，电子-正电子束在等离子体中保持稳定传播，未出现显著扰动或自生磁场。牛津大学物理系教授詹卢卡·格雷戈里表示：“我们的研究表明，实验室实验如何能够帮助弥合理论与观测之间的差距，从而加深我们对卫星和地面望远镜观测到的天体物理对象的理解。”

这一发现支持了星系际空间存在原始磁场的假说，这些磁场可能形成于宇宙早期。共同研究员鲍勃·宾厄姆教授指出：“这些实验展示了实验室天体物理学如何检验高能宇宙理论。通过在实验室中重现相对律性等离子体条件，我们可以测量塑造宇宙喷流演化的过程。”

研究人员认为，磁场在均匀的早期宇宙中形成可能需要超越标准模型的新物理机制解释。即将建成的切伦科夫望远镜阵列等观测设施有望提供更高分辨率数据，进一步验证这些理论。共同研究员苏比尔·萨卡尔教授表示，这项创新实验为探索基本宇宙问题开辟了新途径。

该研究通过实验室手段重现宇宙极端环境，为理解耀变体等离子体射流的传播机制和宇宙磁场的起源提供了关键实验证据。

更多信息：Charles D. Arrowsmith 等人，《在实验室模拟耀变体双级联中抑制双束不稳定性》，《美国国家科学院院刊》 (2025)。期刊信息：《美国 国家科学院院刊》(Proceedings of the National Academy of Sciences) ， arXiv预印本