Khoảng một lần một ngày, bầu trời được thắp sáng bởi một dòng năng lượng bí ẩn. Những sự kiện này - được gọi là vụ nổ tia gamma - đại diện cho vụ nổ mạnh nhất trong vũ trụ, truyền ra nhiều năng lượng trong một phần của giây khi Mặt trời của chúng ta sẽ tỏa ra trong suốt vòng đời của nó.
Tuy nhiên, không ai từng chứng kiến một vụ nổ tia gamma trực tiếp. Thay vào đó, các nhà thiên văn học còn lại để nghiên cứu ánh sáng mờ dần của họ.
Nghiên cứu mới từ một nhóm các nhà thiên văn học quốc tế đã phát hiện ra một đặc điểm khó hiểu trong một vụ nổ tia Gamma, cho thấy những vật thể này có thể hành xử khác với suy nghĩ trước đây.
Những vụ nổ mạnh mẽ này được cho là được kích hoạt khi các ngôi sao sắp chết sụp đổ thành các hố đen phun tia. Mặc dù giai đoạn này chỉ kéo dài một vài phút, nhưng hậu quả của nó - phát xạ mờ dần có thể nhìn thấy ở tất cả các bước sóng (bao gồm cả ánh sáng khả kiến) - sẽ kéo dài trong vài ngày đến vài tuần. Chính từ hậu quả này, các nhà thiên văn học đã cố gắng tỉ mỉ để hiểu những vụ nổ bí ẩn này.
Phát xạ phát sáng được hình thành khi các tia nước va chạm với vật liệu xung quanh ngôi sao sắp chết. Chúng gây ra sóng xung kích, di chuyển với vận tốc cao, trong đó các electron đang được gia tốc thành năng lượng cực lớn. Tuy nhiên, quá trình tăng tốc này vẫn chưa được hiểu rõ. Chìa khóa nằm ở việc phát hiện sự phân cực Afterglow - phần sóng ánh sáng di chuyển với mặt phẳng rung động ưa thích.
Các lý thuyết khác nhau về gia tốc electron và phát xạ ánh sáng trong chế độ phát sáng đều dự đoán các mức độ phân cực tuyến tính khác nhau, nhưng tất cả các lý thuyết đều đồng ý rằng không nên có sự phân cực tròn trong ánh sáng khả kiến, theo tác giả chính của Klaas Wiersema trong thông cáo báo chí.
Đây là nơi chúng tôi đến: chúng tôi quyết định kiểm tra điều này bằng cách đo cẩn thận cả phân cực tuyến tính và vòng tròn của một lượng dư, của GRB 121024A, được phát hiện bởi vệ tinh Swift.
Và thật ngạc nhiên, nhóm nghiên cứu đã phát hiện sự phân cực tròn, có nghĩa là các sóng ánh sáng đang di chuyển cùng nhau theo một chuyển động xoắn ốc, đồng đều khi chúng di chuyển. Vụ nổ tia gamma phân cực gấp 1000 lần so với dự kiến. Wiersema là một ví dụ rất hay về các quan sát loại trừ hầu hết các dự đoán lý thuyết hiện có, ông Wiersema nói.
Phát hiện cho thấy các lý thuyết hiện tại cần phải được xem xét lại. Các nhà khoa học dự kiến bất kỳ phân cực tròn sẽ được rửa sạch. Bức xạ của rất nhiều electron di chuyển hàng tỷ năm ánh sáng sẽ xóa đi mọi tín hiệu. Nhưng phát hiện mới cho thấy rằng có thể có một số thứ tự trong cách thức các electron này di chuyển.
Tất nhiên, khả năng vẫn là các chế độ đặc biệt này chỉ đơn giản là một quả bóng kỳ quặc và không phải tất cả các hậu quả đều hoạt động như thế này.
Tuy nhiên, những cú sốc cực đoan như những cú sốc trong GRB là những phòng thí nghiệm tự nhiên tuyệt vời để thúc đẩy sự hiểu biết của chúng ta về vật lý vượt ra ngoài phạm vi có thể khám phá trong các phòng thí nghiệm, ông Wiersema nói.
Bài báo đã được xuất bản trên tạp chí Nature.
