Cele mai puternice explozii din univers ar putea fi chiar mai exotice decât credeau oamenii de știință.

Există un amestec ciudat de ordine și haos în lumina emisă de exploziile de raze gamma (GRB), explozii scurte, dar intense, asociate cu formarea găurilor negre, relatează un nou studiu.

Noile cercetări arată că fotonii GRB tind să fie polarizați – adică, majoritatea lor oscilează în aceeași direcție. Dar, în mod surprinzător, această direcție se schimbă în timp.

„Rezultatele arată că, pe măsură ce are loc explozia, se întâmplă ceva care face ca fotonii să fie emiși cu o direcție de polarizare diferită”, a declarat într-o declarație Merlin Kole, cercetător la Departamentul de Fizică Nucleară și a Particulelor de la Universitatea din Geneva, Elveția.

„Ce ar putea fi acest lucru, chiar nu știm”, a adăugat Kole, unul dintre cei doi autori principali ai noului studiu.

Cele mai puternice GRB-uri sunt declanșate atunci când stelele masive devin hipernove – un tip de supernovă deosebit de intensă – și apoi se prăbușesc pentru a forma găuri negre. (Astronomii cred că o clasă mai puțin energică de GRB ar putea izbucni atunci când două cadavre stelare superdense, cunoscute sub numele de stele neutronice, fuzionează, formând o gaură neagră). Aceste găuri negre emit jeturi de material care se mișcă incredibil de repede de-a lungul axelor lor de rotație.

Cercetătorii cred că radiația GRB este produsă în cadrul acestor jeturi relativiste înguste, dar nu este clar cum anume se întâmplă acest lucru. Mai multe informații despre lumina GRB ar putea ajuta – și aici intervine noul studiu, care a fost publicat online astăzi (14 ianuarie) în revista Nature Astronomy.

Kole și colegii săi au analizat datele colectate de un instrument numit POLAR, care a fost lansat pe orbita Pământului la bordul laboratorului spațial Tiangong-2 al Chinei în septembrie 2016 și a încetat să funcționeze în aprilie 2017.

Așa cum sugerează și numele său, instrumentul a fost conceput pentru a măsura polaritatea luminii GRB. POLAR era un pătrat de 50 de centimetri (19,7 inch) pe o latură, împachetat cu 1.600 de „bare scânteietoare”. Fotonii GRB care loveau aceste bare produceau uneori fotoni suplimentari, ducând la coliziuni secundare.

„Dacă fotonii sunt polarizați, observăm o dependență direcțională între pozițiile de impact ale fotonilor”, a declarat în același comunicat co-autorul Nicolas Produit, cercetător la Departamentul de Astronomie al Universității din Geneva. „Dimpotrivă, dacă nu există polarizare, cel de-al doilea foton rezultat din prima coliziune va pleca într-o direcție complet aleatorie.”

POLAR a detectat 55 de GRB-uri în timpul vieții sale operaționale. Pentru noul studiu, cercetătorii au analizat cinci dintre cele mai puternice explozii. Ei au aprofundat în mod special un GRB cu o durată de 9 secunde, împărțindu-l în „felii” de aproximativ 2 secunde. Această muncă a fost cea care a dezvăluit surprinzătoarea schimbare de polaritate.

„Acum vrem să construim POLAR-2, care este mai mare și mai precis”, a spus Produit. „Cu acesta, putem săpa mai adânc în aceste procese haotice, pentru a descoperi în cele din urmă sursa razelor gamma și pentru a dezlega misterele acestor procese fizice extrem de energetice.”

Cartea lui Mike Wall despre căutarea vieții extraterestre, „Out There” (Grand Central Publishing, 2018; ilustrată de Karl Tate) a apărut acum. Urmăriți-l pe Twitter @michaeldwall. Urmăriți-ne pe @Spacedotcom sau pe Facebook. Publicată inițial pe Space.com.