Ungefär en gång om dagen lyser himlen upp av en mystisk ström av energi. Dessa händelser – så kallade gammastrålningskurar – representerar de kraftigaste explosionerna i kosmos, och skickar ut lika mycket energi på en bråkdel av en sekund som vår sol kommer att avge under hela sin livslängd.
Ändå har ingen någonsin sett en gammastrålning direkt. Istället får astronomerna studera sitt blekande ljus.
Ny forskning från ett internationellt team av astronomer har upptäckt en förbryllande funktion inom en gammastrålning, vilket tyder på att dessa objekt kan bete sig annorlunda än man tidigare trott.
Dessa kraftfulla explosioner tros utlösas när döende stjärnor kollapsar i svarta hål som strålar ut. Även om detta skede bara varar några minuter, kommer dess efterglöd - långsamt blekande emission som kan ses på alla våglängder (inklusive synligt ljus) - att pågå i några dagar till veckor. Det är från denna efterglöd som astronomer noggrant försöker förstå dessa gåtfulla explosioner.
Efterglödemissionen bildas när strålarna kolliderar med materialet som omger den döende stjärnan. De orsakar en stötvåg som rör sig med höga hastigheter, där elektroner accelereras till enorma energier. Denna accelerationsprocess är dock fortfarande dåligt förstådd. Nyckeln är att detektera efterglödens polarisering - andelen ljusvågor som rör sig med ett föredraget vibrationsplan.
'Olika teorier för elektronacceleration och ljusemission inom efterglöden förutsäger alla olika nivåer av linjär polarisation, men alla teorier var överens om att det inte borde finnas någon cirkulär polarisation i synligt ljus', säger huvudförfattaren Klaas Wiersema i en pressmeddelande.
'Det var här vi kom in: vi bestämde oss för att testa detta genom att noggrant mäta både den linjära och cirkulära polariseringen av en efterglöd, av GRB 121024A, detekterad av Swift-satelliten.'
Gammastrålning 121024A, som sågs på dagen för skuren av ESO:s Very Large Telescope i Chile. Bara en vecka senare hade källan bleknat helt. Bildkredit: Dr Klaas Wiersema, University of Leicester, Storbritannien och Dr Peter Curran, ICRAR.
Och till sin förvåning upptäckte teamet cirkulär polarisering, vilket betyder att ljusvågorna rör sig tillsammans i en enhetlig, spiralrörelse när de färdas. Gammastrålningen var 1000 gånger mer polariserad än förväntat. 'Det är ett mycket trevligt exempel på observationer som utesluter de flesta av de befintliga teoretiska förutsägelserna,' sa Wiersema.
Upptäckten visar att nuvarande teorier måste omprövas. Forskare förväntade sig att all cirkulär polarisering skulle tvättas ut. Strålningen från så många elektroner som färdas miljarder ljusår skulle radera vilken signal som helst. Men den nya upptäckten tyder på att det kan finnas någon sorts ordning i hur dessa elektroner färdas.
Naturligtvis kvarstår möjligheten att just denna efterglöd helt enkelt var en udda kula och inte alla efterglöder beter sig så här.
Ändå 'extrema chocker som de i GRB-efterglöd är fantastiska naturliga laboratorier för att driva vår förståelse av fysik bortom de intervall som kan utforskas i laboratorier,' sa Wiersema.
De papper har publicerats i Nature.