Las explosiones más potentes del universo pueden ser aún más exóticas de lo que los científicos habían pensado.

Hay una extraña mezcla de orden y caos en la luz emitida por los estallidos de rayos gamma (GRB), breves pero intensos estallidos asociados a la formación de agujeros negros, según informa un nuevo estudio.

La nueva investigación muestra que los fotones de los GRB tienden a estar polarizados, es decir, la mayoría de ellos oscilan en la misma dirección. Pero, sorprendentemente, esta dirección cambia con el tiempo.

«Los resultados muestran que, a medida que se produce la explosión, ocurre algo que hace que los fotones se emitan con una dirección de polarización diferente», dijo en un comunicado Merlin Kole, investigador del Departamento de Física Nuclear y de Partículas de la Universidad de Ginebra (Suiza).

«Lo que podría ser, realmente no lo sabemos», añadió Kole, uno de los dos autores principales del nuevo estudio.

Los GRBs más potentes se desencadenan cuando las estrellas masivas se convierten en hipernovas -un tipo de supernova especialmente intenso- y luego colapsan para formar agujeros negros. (Los astrónomos creen que una clase menos energética de GRB puede estallar cuando dos cadáveres estelares superdensos conocidos como estrellas de neutrones se fusionan, formando un agujero negro). Estos agujeros negros emiten chorros de material increíblemente rápido a lo largo de sus ejes de rotación.

Los científicos creen que la radiación de los GRBs se produce dentro de estos estrechos chorros relativistas, pero no está claro cómo ocurre exactamente. Más información sobre la luz de los GRBs podría ayudar – y ahí es donde entra el nuevo estudio, que fue publicado en línea hoy (14 de enero) en la revista Nature Astronomy.

Kole y sus colegas analizaron los datos recogidos por un instrumento llamado POLAR, que se lanzó a la órbita de la Tierra a bordo del laboratorio espacial Tiangong-2 de China en septiembre de 2016 y dejó de funcionar en abril de 2017.

Como su nombre indica, el instrumento fue diseñado para medir la polaridad de la luz de los GRB. POLAR era un cuadrado de 50 centímetros de lado repleto de 1.600 «barras centelleantes». Los fotones del GRB que chocaban con estas barras producían a veces fotones adicionales, dando lugar a colisiones secundarias.

«Si los fotones están polarizados, observamos una dependencia direccional entre las posiciones de impacto de los fotones», dijo en el mismo comunicado el coautor Nicolas Produit, investigador del Departamento de Astronomía de la Universidad de Ginebra. «Por el contrario, si no hay polarización, el segundo fotón resultante de la primera colisión saldrá en una dirección totalmente aleatoria».

POLAR detectó 55 GRBs durante su vida operativa. Para el nuevo estudio, los investigadores analizaron cinco de los estallidos más potentes. Profundizaron especialmente en un GRB de 9 segundos de duración, dividiéndolo en «trozos» de aproximadamente 2 segundos. Fue este trabajo el que reveló el sorprendente cambio de polaridad.

«Ahora queremos construir POLAR-2, que es más grande y más preciso», dijo Produit. «Con eso, podremos profundizar en estos procesos caóticos, para descubrir finalmente la fuente de los rayos gamma y desentrañar los misterios de estos procesos físicos altamente energéticos».

El libro de Mike Wall sobre la búsqueda de vida extraterrestre, «Out There» (Grand Central Publishing, 2018; ilustrado por Karl Tate) ya está a la venta. Síguelo en Twitter @michaeldwall. Síganos en @Spacedotcom o en Facebook. Publicado originalmente en Space.com.