為什麼其他星系的很多光子沒有到達地球？包括伊曼紐爾·康德·波羅的海聯邦大學（IKBFU）物理和數學科學與信息技術研究所副教授Andrey Savelyev在內的一個國際科學家小組，改進了一個電腦程式，該程序有助於模擬光子與星際空間中溢出氫相互作用時的行為，其研究成果發表在《皇家天文學會月刊》上。
在宇宙中，有像「耀變體」這樣的銀河系外物體，它們能產生強大的伽馬射線流，來自這條伽馬射線流中光子的一部分直接到達地球。而另一部分在途中轉化為電子，然後再轉化為光子，然後才到達我們這裡。這裡的問題是，數學計算表明一定數量的光子應該到達地球，但實際上它要少得多。科學家們今天對為什麼會發生這種情況有兩種解釋：
第一種是光子在轉換成電子之後（這是眾所周知的，與中性光子、帶電粒子形成對比）落入磁場，偏離其路徑，即使在再次轉換成光子之後也不會到達地球。第二個種解釋了飛向我們地球的粒子行為，不是通過它們與電磁場的相互作用，而是通過接觸星際空間中「溢出」的氫。許多人認為太空是完全空的，星系之間什麼也沒有。事實上，等離子體狀態下存在大量的氫，換句話說，就是非常濃的氫。
本研究是關於粒子如何與等離子體相互作用的，有一個特殊的電腦程式可以計算星際空間中粒子行為的模型。研究人員通過與等離子體相互作用事件發展的幾個可能選項，改進了這個程序。不幸的是，目前還不可能從經驗上驗證這些計算，因為人們還沒有學會如何在地球上創造極端的空間條件，但副教授安德烈·薩維利耶夫（Andrey Savelyev）相信：總有一天這會在某種程度上成為可能。
值得注意的是，儘管這些研究結果是所謂的「純科學」，但它們在理論上可以在未來應用於實踐，這一點很重要。等離子態，是物質的第四種狀態（除了氣態、液態和固態之外），而且研究起來非常困難。與此同時，人類對它寄予厚望，因為它是一種廉價且非常強大的能源。研究對收集等離子體知識做出了小小的貢獻，也許它們將有助於開發有效的核聚變。來自耀變體的相對論噴流，被認為是非常高能量伽馬射線(VHEGR)的來源。
在星系間空間傳播過程中，伽馬射線與無處不在的宇宙學光子場，如河外背景光(EBL)和宇宙微波背景光(CMB)相互作用，產生電子-正電子對。這些對可以通過逆康普頓(IC)散射將CMB/EBL光子上散射到高能量，從而繼續級聯過程。這通常用於設置星系間磁場(IGMF)的限制。然而，如果等離子體不穩定性（由於對與星系間介質(IGM)的相互作用而產生）冷卻電子/正電子的速度比逆康普頓散射更快，則可能會發生變化。
因此，對星系間磁場失去的動能，可能導致在低於100GeV能量下觀察到的伽馬射線譜硬化。新研究了幾種不穩定的類型和模型，並評估了它們對解釋遙遠「耀變體」觀測的影響。研究結果表明，等離子體不穩定性可以描述一些「耀變體」的光譜並模擬星系間磁場效應，這取決於諸如物體的本徵光譜、星系間磁場的密度和溫度以及光束的光度等參數。同時還發現對於基準組參數，等離子體不穩定性對所研究的一些「耀變體」光譜沒有重大影響。
博科園｜研究/來自：伊曼紐爾·康德·波羅的海聯邦大學參考期刊《皇家天文學會月刊》DOI: 10.1093/mnras/stz2389博科園｜科學、科技、科研、科普
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