As explosões mais poderosas do universo podem ser ainda mais exóticas do que os cientistas tinham pensado.

Existe uma estranha mistura de ordem e caos na explosão de luz por raios gama (GRBs), explosões breves mas intensas associadas à formação de buracos negros, um novo estudo relata.

A nova pesquisa mostra que os fótons GRB tendem a ser polarizados – ou seja, a maioria deles oscilam na mesma direção. Mas, surpreendentemente, esta direção muda com o tempo.

“Os resultados mostram que, conforme a explosão ocorre, algo acontece que faz com que os fótons sejam emitidos com uma direção de polarização diferente”, disse Merlin Kole, um pesquisador do Departamento de Física Nuclear e de Partículas da Universidade de Genebra, na Suíça, em uma declaração.

“O que isto poderia ser, nós realmente não sabemos”, acrescentou Kole, um dos dois autores principais do novo estudo.

As GRBs mais potentes são libertadas quando as estrelas maciças ficam hipernovas – um tipo especialmente intenso de supernova – e depois caem para formar buracos negros. (Os astrônomos acham que uma classe menos energética de GRBs pode se desvanecer quando dois corpos estelares superdensos conhecidos como estrelas de nêutrons se fundem, formando um buraco negro). Estes buracos negros emitem jatos de material incrivelmente rápido ao longo de seus eixos de rotação.

Os cientistas pensam que a radiação GRB é produzida dentro destes jactos relativistas estreitos, mas a forma exacta como isso acontece não é clara. Mais informações sobre a luz GRB poderiam ajudar – e é aí que o novo estudo, que foi publicado online hoje (14 de janeiro) na revista Nature Astronomy, chega em.

Kole e colegas analisaram dados coletados por um instrumento chamado POLAR, que foi lançado à órbita da Terra a bordo do laboratório espacial chinês Tiangong-2 em setembro de 2016 e cessou suas operações em abril de 2017. Como seu nome sugere, o instrumento foi projetado para medir a polaridade da luz GRB. POLAR era um quadrado de 50 centímetros (19,7 polegadas) em um lado embalado com 1.600 “barras cintilantes”. Os fótons GRB que atingem essas barras às vezes produzem fótons adicionais, levando a colisões secundárias.

“Se os fótons são polarizados, observamos uma dependência direcional entre as posições de impacto dos fótons”, disse o co-autor Nicolas Produit, pesquisador do Departamento de Astronomia da Universidade de Genebra, na mesma declaração. “Pelo contrário, se não houver polarização, o segundo fotão resultante da primeira colisão sairá numa direcção totalmente aleatória”

POLAR detectou 55 GRBs durante a sua vida operacional. Para o novo estudo, os pesquisadores analisaram cinco das explosões mais potentes. Eles se aprofundaram especialmente em uma GRB de 9 segundos de duração, dividindo-a em cerca de 2 segundos de “fatias”. Foi este trabalho que revelou a surpreendente mudança de polaridade.

“Agora queremos construir o POLAR-2, que é maior e mais preciso”, disse o Produit. “Com isso, podemos aprofundar estes processos caóticos, para finalmente descobrir a fonte dos raios gama e desvendar os mistérios destes processos físicos altamente energéticos”.

O livro de Mike Wall sobre a busca por vida alienígena, “Out There” (Grand Central Publishing, 2018; ilustrado por Karl Tate) está agora fora. Siga-o no Twitter @michaeldwall. Siga-nos no @Spacedotcom ou Facebook. Originalmente publicado no Space.com.