De kraftigaste explosionerna i universum kan vara ännu mer exotiska än vad forskarna trodde.

Det finns en märklig blandning av ordning och kaos i det ljus som sprutas ut av gammastrålningsutbrott (GRB), korta men intensiva utbrott som förknippas med bildandet av svarta hål, rapporterar en ny studie.

Den nya forskningen visar att GRB-fotonerna tenderar att vara polariserade – det vill säga att de flesta av dem pendlar i samma riktning. Men överraskande nog ändras denna riktning med tiden.

”Resultaten visar att när explosionen äger rum händer något som gör att fotonerna sänds ut med en annan polarisationsriktning”, säger Merlin Kole, forskare vid avdelningen för kärn- och partikelfysik vid universitetet i Genève i Schweiz, i ett uttalande.

”Vad detta kan vara vet vi verkligen inte”, tillade Kole, en av den nya studiens två huvudförfattare.

De mest kraftfulla GRB:erna utlöses när massiva stjärnor blir hypernovor – en särskilt intensiv typ av supernova – och sedan kollapsar och bildar svarta hål. (Astronomer tror att en mindre energirik klass av GRB kan uppstå när två supertäta stjärnkroppar, så kallade neutronstjärnor, smälter samman och bildar ett svart hål). Dessa svarta hål avger strålar av otroligt snabbt rörligt material längs sina rotationsaxlar.

Vetenskapsmännen tror att GRB-strålning produceras inom dessa smala relativistiska jets, men exakt hur det sker är oklart. Mer information om GRB-ljus skulle kunna hjälpa till – och det är där den nya studien, som publicerades online idag (14 januari) i tidskriften Nature Astronomy, kommer in.

Kole och kollegor analyserade data som samlats in av ett instrument som kallas POLAR, som lanserades i jordbana ombord på Kinas rymdlaboratorium Tiangong-2 i september 2016 och upphörde med sin verksamhet i april 2017.

Som namnet antyder var instrumentet utformat för att mäta polariteten hos GRB-ljuset. POLAR var en kvadrat som mätte 19,7 tum (50 centimeter) på en sida packad med 1 600 ”scintillerande stavar”. GRB-fotonerna som träffade dessa staplar producerade ibland ytterligare fotoner, vilket ledde till sekundära kollisioner.

”Om fotonerna är polariserade observerar vi ett riktningsberoende mellan fotonernas nedslagspositioner”, säger medförfattaren Nicolas Produit, forskare vid avdelningen för astronomi vid universitetet i Genève, i samma uttalande. ”Om det däremot inte finns någon polarisering kommer den andra fotonen som är resultatet av den första kollisionen att avgå i en helt slumpmässig riktning.”

POLAR upptäckte 55 GRB:er under sin operativa livslängd. För den nya studien analyserade forskarna fem av de mest kraftfulla utbrotten. De fördjupade sig särskilt i en 9 sekunder lång GRB och delade upp den i ungefär 2 sekunder långa ”skivor”. Det var detta arbete som avslöjade den överraskande polaritetsförskjutningen.

”Vi vill nu bygga POLAR-2, som är större och mer exakt”, sade Produit. ”Med den kan vi gräva djupare i dessa kaotiska processer, för att äntligen upptäcka källan till gammastrålarna och avslöja mysterierna bakom dessa mycket energirika fysiska processer.”

Mike Walls bok om sökandet efter utomjordiskt liv, ”Out There” (Grand Central Publishing, 2018; illustrerad av Karl Tate), är ute nu. Följ honom på Twitter @michaeldwall. Följ oss @Spacedotcom eller Facebook. Ursprungligen publicerad på Space.com.