Die stärksten Explosionen im Universum sind vielleicht noch exotischer als Wissenschaftler dachten.

Das Licht von Gammastrahlenausbrüchen (GRBs), kurzen, aber intensiven Ausbrüchen, die mit der Entstehung von Schwarzen Löchern in Verbindung gebracht werden, weist eine seltsame Mischung aus Ordnung und Chaos auf, wie eine neue Studie zeigt.

Die neue Forschung zeigt, dass GRB-Photonen dazu neigen, polarisiert zu sein – das heißt, die meisten von ihnen schwingen in dieselbe Richtung. Doch überraschenderweise ändert sich diese Richtung mit der Zeit.

„Die Ergebnisse zeigen, dass während der Explosion etwas passiert, das bewirkt, dass die Photonen mit einer anderen Polarisationsrichtung emittiert werden“, sagte Merlin Kole, ein Forscher am Institut für Kern- und Teilchenphysik der Universität Genf in der Schweiz, in einer Erklärung.

„Was das sein könnte, wissen wir wirklich nicht“, fügte Kole, einer der beiden Hauptautoren der neuen Studie, hinzu.

Die stärksten GRBs werden ausgelöst, wenn massereiche Sterne zu einer Hypernova – einer besonders intensiven Art von Supernova – werden und dann kollabieren und schwarze Löcher bilden. (Astronomen vermuten, dass eine weniger energiereiche Klasse von GRBs aufflammen könnte, wenn zwei superdichte Sternleichen, die als Neutronensterne bekannt sind, verschmelzen und ein schwarzes Loch bilden.) Diese schwarzen Löcher stoßen entlang ihrer Rotationsachsen Jets aus unglaublich schnell bewegtem Material aus.

Wissenschaftler gehen davon aus, dass die GRB-Strahlung in diesen engen relativistischen Jets erzeugt wird, aber wie genau das geschieht, ist unklar. Mehr Informationen über das GRB-Licht könnten helfen – und hier setzt die neue Studie an, die heute (14. Januar) online in der Zeitschrift Nature Astronomy veröffentlicht wurde.

Kole und Kollegen analysierten Daten, die von einem Instrument namens POLAR gesammelt wurden, das im September 2016 an Bord des chinesischen Weltraumlabors Tiangong-2 in die Erdumlaufbahn gebracht wurde und im April 2017 seinen Betrieb einstellte.

Wie der Name schon sagt, wurde das Instrument entwickelt, um die Polarität des GRB-Lichts zu messen. POLAR war ein Quadrat mit einer Seitenlänge von 50 Zentimetern (19,7 Zoll), das mit 1.600 „szintillierenden Stäben“ gefüllt war. GRB-Photonen, die auf diese Stäbe trafen, erzeugten manchmal zusätzliche Photonen, was zu sekundären Kollisionen führte.

„Wenn die Photonen polarisiert sind, beobachten wir eine Richtungsabhängigkeit zwischen den Einschlagspositionen der Photonen“, sagte Mitautor Nicolas Produit, ein Forscher am Institut für Astronomie der Universität Genf, in derselben Erklärung. „Im Gegenteil, wenn es keine Polarisation gibt, verlässt das zweite Photon, das aus der ersten Kollision resultiert, die Erde in einer völlig zufälligen Richtung.“

POLAR hat während seiner Betriebszeit 55 GRBs entdeckt. Für die neue Studie analysierten die Forscher fünf der stärksten Ausbrüche. Einen 9 Sekunden langen GRB untersuchten sie besonders gründlich und unterteilten ihn in etwa 2 Sekunden lange „Scheiben“. Diese Arbeit brachte die überraschende Polaritätsverschiebung zutage.

„Wir wollen nun POLAR-2 bauen, das größer und präziser ist“, sagte Produit. „Damit können wir tiefer in diese chaotischen Prozesse eindringen, um endlich die Quelle der Gammastrahlen zu entdecken und die Geheimnisse dieser hochenergetischen physikalischen Prozesse zu enträtseln.“

Mike Walls Buch über die Suche nach außerirdischem Leben, „Out There“ (Grand Central Publishing, 2018; illustriert von Karl Tate), ist jetzt erschienen. Folgen Sie ihm auf Twitter @michaeldwall. Folgen Sie uns auf @Spacedotcom oder Facebook. Ursprünglich veröffentlicht auf Space.com.