Гамма-всплески испускают не только гамма-лучи, но и радиоволны, оптический свет и рентгеновские лучи. Когда эффективность преобразования энергии взрыва в излучаемую энергию высока, полную энергию взрыва можно определить путем суммирования всей излучаемой энергии. Однако, когда эффективность преобразования низкая или неопределенная, измерения только испускаемой энергии недостаточно для расчета общей энергии взрыва.

Теперь команде астрофизиков удалось измерить скрытую энергию гамма-всплеска, используя поляризацию света. Команду возглавили доктор Юдзи Урата из Национального центрального университета Тайваня и MITOS Science CO., LTD, а также профессор Кенджи Тома из Пограничного исследовательского института междисциплинарных наук (FRIS) Университета Тохоку. Подробности их открытия были недавно опубликованы в журнале Nature Astronomy.

Когда электромагнитная волна поляризована, это означает, что колебания этой волны текут в одном направлении. Свет, излучаемый звездами, не поляризован, отражение этого света поляризовано. Измерение степени поляризации называется поляриметрией. В астрофизических наблюдениях измерить поляриметрию небесного объекта не так просто, как измерить его яркость. Но он предлагает ценную информацию о физическом состоянии объектов.

Команда изучила гамма-всплеск, произошедший 21 декабря 2019 года (GRB191221B). Используя Очень большой телескоп Европейской южной обсерватории и Атакамскую большую решетку. Они рассчитали поляриметрию быстро затухающих излучений GRB191221B. Затем они успешно измерили оптическую и радиополяризацию одновременно, обнаружив, что степень радиополяризации значительно ниже оптической.

«Эта разница в поляризации на двух длинах волн раскрывает подробные физические условия области излучения гамма-всплеска. В частности, это позволило нам измерить ранее неизмеримую скрытую энергию», - говорит Тома.

При учете скрытой энергии команда обнаружила, что общая энергия была примерно в 3,5 раза больше, чем предыдущие оценки. Поскольку энергия взрыва представляет собой гравитационную энергию звезды-прародителя, возможность измерить эту цифру имеет важные последствия для определения масс звезд.

«Знание измерений истинной массы звезды-прародителя поможет понять эволюционную историю Вселенной. Первые звезды во Вселенной могут быть обнаружены, если мы сможем обнаружить их длинные гамма-всплески», - говорит Тома.