En gang om dagen lyser himmelen opp av en mystisk strøm av energi. Disse hendelsene - kjent som gammastråle-bursts - representerer de kraftigste eksplosjonene i kosmos, og sender ut like mye energi på et brøkdel av et sekund som vår sol vil gi fra seg i hele sin levetid.
Likevel har ingen noen gang vært vitne til et gammastråleutbrudd direkte. I stedet får astronomer studere deres falmende lys.
Ny forskning fra et internasjonalt team av astronomer har oppdaget et forvirrende trekk innen en Gamma-ray burst, noe som antyder at disse objektene kan oppføre seg annerledes enn tidligere antatt.
Disse kraftige eksplosjonene antas å være utløst når døende stjerner kollapser i jet-spyrende sorte hull. Selv om dette stadiet bare varer noen få minutter, vil ettergløden - langsomt falmende utslipp som kan sees på alle bølgelengder (inkludert synlig lys) - vare i noen dager til uker. Det er fra denne ettergløden astronomer omhyggelig prøver å forstå disse gåtefulle eksplosjonene.
Etterglødemisjonen dannes når jetflyene kolliderer med materialet som omgir den døende stjernen. De forårsaker en sjokkbølge, som beveger seg med høye hastigheter, der elektronene blir akselerert til enorme energier. Imidlertid er denne akselerasjonsprosessen fortsatt dårlig forstått. Nøkkelen ligger i å oppdage etterglødens polarisering - brøkdelen av lysbølger som beveger seg med et foretrukket vibrasjonsplan.
"Ulike teorier for elektronakselerasjon og lysutslipp i ettergløden spår alle forskjellige nivåer av lineær polarisering, men teoriene var alle enige om at det ikke skulle være sirkulær polarisering i synlig lys," sa hovedforfatter Klaas Wiersema i en pressemelding.
"Det var her vi kom inn: vi bestemte oss for å teste dette ved nøye å måle både den lineære og sirkulære polarisasjonen av en etterglødning, av GRB 121024A, oppdaget av Swift-satellitten."
Og til deres overraskelse oppdaget teamet sirkulær polarisering, noe som betyr at lysbølgene beveger seg sammen i en ensartet spiralbevegelse mens de ferdes. Gamma-ray burst var 1000 ganger mer polarisert enn forventet. "Det er et veldig fint eksempel på observasjoner som utelukker de fleste eksisterende teoretiske forutsigelser," sa Wiersema.
Påvisningen viser at nåværende teorier må undersøkes på nytt. Forskere forventet at sirkulær polarisering skulle bli vasket ut. Strålingen fra så mange elektroniske reiser milliarder av lysår ville slette ethvert signal. Men den nye oppdagelsen antyder at det kan være en slags orden i måten disse elektronene reiser på.
Muligheten er selvfølgelig fortsatt at denne spesielle ettergløden ganske enkelt var en oddball og ikke alle etterglødder oppfører seg slik.
Ikke desto mindre "ekstreme sjokk som de i GRB-etterglødninger er fantastiske naturlige laboratorier for å presse vår forståelse av fysikk utover de områdene som kan utforskes i laboratorier," sa Wiersema.
Oppgaven er publisert i Nature.
