CERNの研究者らが遠方のブラザーからのジェットをシミュレートするプラズマの「火球」を生成し、失われたガンマ線のパズルに光を当てた。実験は、プラズマ不安定性ではなく、古代の銀河間磁場がこの現象を説明する可能性を示唆している。11月3日にPNASに掲載された発見は、初期宇宙からの潜在的な残骸を強調している。
オックスフォード大学主導の国際チームは、ジュネーブのCERNのSuper Proton Synchrotron加速器を使用してプラズマの「火球」を生成し、ブラザーからの粒子ジェットの挙動を模倣した。ブラザーは超大質量ブラックホールによって駆動される活動銀河で、光速に近い速度で粒子と放射線の狭いジェットを放出する。これには数テラ電子ボルト（TeV）までのガンマ線が含まれる。これらの高エネルギーガンマ線は銀河間空間を通過し、星からの背景光と相互作用して電子-陽電子対のカスケードを生み出す。これらの対は宇宙マイクロ波背景放射と衝突し、約10^9 eV（GeV）の低エネルギーガンマ線を生成すると予想されるが、NASAのFermi衛星はこの信号を検出していない。
この不一致に対する主な2つの理論が提案されている：弱い銀河間磁場が対を地球から逸らすか、薄い銀河間プラズマの不安定性がビームからエネルギーを奪うかである。これを検証するため、研究者らはCERNのHigh-Radiation to Materials（HiRadMat）施設を使用し、電子-陽電子対のビームを1メートル長のプラズマに通して宇宙条件を再現した。
11月3日にPNASに掲載された結果は、ビームが最小限の乱れや磁気活動で狭く焦点を保ったことを示し、プラズマ不安定性が失われたガンマ線を説明するには不十分であることを示している。これは、宇宙の初期段階からの原始磁場が存在することを支持し、標準模型を超えた物理学が関与する可能性がある。
主任研究者のオックスフォード大学のGianluca Gregori教授は、「私たちの研究は、実験室実験が理論と観測のギャップを埋める方法を示し、衛星および地上望遠鏡からの天体物理学的対象の理解を深めるものである」と述べた。共同研究者のSTFC Central Laser FacilityおよびStrathclyde大学のBob Bingham教授は、「これらの実験は、実験室天体物理学が高エネルギー宇宙の理論をテストする方法を示している」と付け加えた。オックスフォードのSubir Sarkar教授は、「CERNで行われている最先端研究に新しい次元を加えるこのような革新的な実験の一部であることは大変楽しかった」と指摘した。
この協力には、STFC Central Laser Facility、Rochester大学、Lawrence Livermore National Laboratory、Max Planck Institute for Nuclear Physicsなどの機関が含まれている。将来的な観測施設であるCherenkov Telescope Arrayは、これらの磁場に関するさらなる洞察を提供する可能性がある。