Z grubsza raz dziennie niebo jest oświetlane tajemniczym strumieniem energii. Wydarzenia te - znane jako rozbłyski gamma - reprezentują najpotężniejsze eksplozje w kosmosie, wysyłając tyle energii w ułamku sekundy, ile nasze Słońce wyemituje podczas całego swojego życia.
Jednak nikt nigdy nie był świadkiem rozbłysku gamma bezpośrednio. Zamiast tego astronomowie mają zbadać blaknące światło.
Nowe badania przeprowadzone przez międzynarodowy zespół astronomów ujawniły zagadkową funkcję w jednym rozbłysku gamma, sugerując, że obiekty te mogą zachowywać się inaczej niż wcześniej sądzono.
Uważa się, że te potężne wybuchy są wywoływane, gdy umierające gwiazdy zapadają się w czarne dziury. Podczas gdy ten etap trwa tylko kilka minut, jego poświata - powoli zanikająca emisja, którą można zobaczyć na wszystkich długościach fal (w tym światło widzialne) - potrwa kilka dni lub tygodni. To właśnie z tej poświaty astronomowie skrupulatnie starają się zrozumieć te tajemnicze eksplozje.
Emisja poświaty powstaje, gdy strumienie zderzają się z materiałem otaczającym umierającą gwiazdę. Powodują falę uderzeniową, poruszającą się z dużymi prędkościami, w których elektrony są przyspieszane do ogromnych energii. Proces przyspieszania jest jednak nadal słabo poznany. Kluczem jest wykrycie polaryzacji poświaty - frakcji fal świetlnych poruszających się z preferowaną płaszczyzną wibracji.
„Różne teorie przyspieszenia elektronów i emisji światła w poświacie przewidują różne poziomy polaryzacji liniowej, ale wszystkie teorie zgodziły się, że nie powinno być polaryzacji kołowej w świetle widzialnym” - powiedział główny autor Klaas Wiersema w komunikacie prasowym.
„W tym momencie weszliśmy: postanowiliśmy to przetestować, dokładnie mierząc zarówno polaryzację liniową, jak i kołową jednej poświaty GRB 121024A, wykrytej przez satelitę Swift.”
Ku ich zaskoczeniu zespół wykrył polaryzację kołową, co oznacza, że fale świetlne poruszają się razem w jednolitym spiralnym ruchu podczas podróży. Impuls promieniowania gamma był 1000 razy bardziej spolaryzowany niż oczekiwano. „To bardzo ładny przykład obserwacji wykluczających większość istniejących prognoz teoretycznych” - powiedział Wiersema.
Wykrywanie pokazuje, że obecne teorie muszą zostać ponownie zbadane. Naukowcy spodziewali się, że wszelka polaryzacja kołowa zostanie wymyta. Promieniowanie tak wielu elektronów wędrujących miliardami lat świetlnych skasowałoby każdy sygnał. Ale nowe odkrycie sugeruje, że w drodze tych elektronów może istnieć pewien porządek.
Oczywiście istnieje możliwość, że ta poświata była po prostu dziwną kulą i nie wszystkie poświaty zachowują się w ten sposób.
Niemniej jednak „ekstremalne wstrząsy, takie jak w poświatach GRB, są wspaniałymi naturalnymi laboratoriami, które posuwają nasze rozumienie fizyki poza zakresy, które można badać w laboratoriach”, powiedział Wiersema.
Artykuł został opublikowany w Nature.
