Les sursauts gamma sont de soudaines bouffées de rayons gamma provenant de l'Univers lointain, qui durent d'une fraction de seconde à quelques minutes. La plupart d'entre eux résulteraient de la mort violente d'une étoile très massive. Lorsque le cœur de l'étoile s'effondre pour former un trou noir, une partie de l'enveloppe de gaz serait éjectée à une vitesse proche de celle de la lumière ; un jet de matière relativiste qui serait à la source du rayonnement gamma de haute énergie observé.

Le 16 septembre dernier, l'observatoire spatial de rayons gamma Fermi a détecté dans la constellation de la Carène un sursaut gamma, GRB 080916C, particulièrement énergétique : une partie des photons récoltés affichaient une énergie de 13,2 gigaélectronvolts, soit 4 à 5 milliards de fois plus que la lumière visible. La détection a été complétée par l'observation par un télescope au sol de l'émission rémanente, plus faible, qui suit la plupart des sursauts et perdure pendant plusieurs jours.

Le trajet parcouru par les photons du sursaut GRB 080916C a ainsi pu être estimé à environ 12,2 milliards d'années-lumière, ce qui implique une puissance exceptionnelle de la source : l'explosion aurait dégagé en moins d'une minute l'équivalent de 5 fois la masse du Soleil intégralement convertie en énergie. GRB 080916C est ainsi le sursaut gamma le plus puissant jamais observé.

Le retard de plusieurs secondes constaté entre le temps d'arrivée des rayons gammas de haute et de basse énergie suggère que ceux-ci sont produits dans des régions distinctes du jet, mais les mécanismes d'accélération des particules à l'œuvre lors des sursauts gamma sont encore mal connus. Ce décalage temporel pose également des contraintes pour les modèles spéculatifs de gravitation quantique, qui prédisent une différence de temps de trajet des rayons lumineux en fonction de leur longueur d'onde.

© NASA / Swift
Vue d'artiste d'un sursaut gamma.

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