Le esplosioni più potenti dell’universo potrebbero essere ancora più esotiche di quanto gli scienziati abbiano pensato.

C’è uno strano mix di ordine e caos nella luce emessa dai lampi di raggi gamma (GRB), brevi ma intense esplosioni associate alla formazione dei buchi neri, come riporta un nuovo studio.

La nuova ricerca mostra che i fotoni dei GRB tendono ad essere polarizzati, cioè la maggior parte di essi oscilla nella stessa direzione. Ma, sorprendentemente, questa direzione cambia nel tempo.

“I risultati mostrano che, mentre l’esplosione ha luogo, accade qualcosa che fa sì che i fotoni siano emessi con una diversa direzione di polarizzazione”, ha detto Merlin Kole, un ricercatore presso il Dipartimento di Fisica Nucleare e delle Particelle dell’Università di Ginevra in Svizzera, in un comunicato.

“Cosa potrebbe essere, davvero non lo sappiamo”, ha aggiunto Kole, uno dei due autori principali del nuovo studio.

I GRB più potenti si scatenano quando stelle massicce diventano ipernove – un tipo particolarmente intenso di supernova – e poi collassano per formare buchi neri. (Gli astronomi pensano che una classe meno energetica di GRB possa infiammarsi quando due corpi stellari superdensi noti come stelle di neutroni si fondono, formando un buco nero). Questi buchi neri emettono getti di materiale incredibilmente veloce lungo il loro asse di rotazione.

Gli scienziati pensano che la radiazione GRB sia prodotta all’interno di questi stretti getti relativistici, ma esattamente come ciò avvenga non è chiaro. Maggiori informazioni sulla luce GRB potrebbero aiutare – ed è qui che il nuovo studio, che è stato pubblicato online oggi (14 gennaio) nella rivista Nature Astronomy, entra in gioco.

Kole e colleghi hanno analizzato i dati raccolti da uno strumento chiamato POLAR, che ha lanciato in orbita terrestre a bordo del laboratorio spaziale cinese Tiangong-2 nel settembre 2016 e cessato le operazioni nell’aprile 2017.

Come suggerisce il nome, lo strumento è stato progettato per misurare la polarità della luce dei GRB. POLAR era un quadrato che misurava 19,7 pollici (50 centimetri) su un lato pieno di 1.600 “barre scintillanti”. I fotoni del GRB che hanno colpito queste barre a volte hanno prodotto altri fotoni, portando a collisioni secondarie.

“Se i fotoni sono polarizzati, osserviamo una dipendenza direzionale tra le posizioni di impatto dei fotoni”, ha detto il co-autore Nicolas Produit, un ricercatore del Dipartimento di Astronomia dell’Università di Ginevra, nella stessa dichiarazione. “Al contrario, se non c’è polarizzazione, il secondo fotone risultante dalla prima collisione partirà in una direzione completamente casuale.”

POLAR ha rilevato 55 GRB durante la sua vita operativa. Per il nuovo studio, i ricercatori hanno analizzato cinque delle esplosioni più potenti. Hanno scavato particolarmente in profondità in un GRB di 9 secondi, dividendolo in “fette” di circa 2 secondi. È stato questo lavoro a rivelare il sorprendente spostamento di polarità.

“Ora vogliamo costruire POLAR-2, che è più grande e più preciso”, ha detto Produit. “Con quello, possiamo scavare più a fondo in questi processi caotici, per scoprire finalmente la fonte dei raggi gamma e svelare i misteri di questi processi fisici altamente energetici.”

Il libro di Mike Wall sulla ricerca della vita aliena, “Out There” (Grand Central Publishing, 2018; illustrato da Karl Tate) è fuori ora. Seguilo su Twitter @michaeldwall. Seguici su @Spacedotcom o su Facebook. Originariamente pubblicato su Space.com.