Considérées comme les explosions les plus violentes de l'Univers, les sursauts gamma (Gamma-Ray Bursts) sont expliqués par la formation d'un trou noir à l'occasion d'une hypernova ou d'une collision d'étoiles à neutrons. De récentes observations, notamment avec le satellite Swift et publiées en Décembre par Nature, jettent un pavé dans la mare.
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Sursaut gamma GRB060614 observé en rayon x par Swift, Crédit : The Swift Team

Sursaut gamma GRB060614 observé en rayon x par Swift, Crédit : The Swift Team

Découverts il y a plus de trente ans par des détecteurs en orbitesorbites chargés de surveiller les explosions nucléaires, ils sont observés une fois par jour en moyenne dans une région aléatoire de la sphère céleste. On les classe en sursautssursauts longs (quelques minutes) et sursauts courts (moins de quelques secondes).

Pendant longtemps ils ont défié les explications théoriques jusqu'à ce que les satellites CGRO et Beppo SAX permettent de leur associer une supernovasupernova extrêmement puissante dans le premier cas. On parle alors d'hypernovahypernova, elles sont situées aux confins de l'UniversUnivers visible, vers 10 milliards d'années-lumièreannées-lumière, et c'est de loin le cas le plus fréquent. D'après les calculs, elles résulteraient de la formation d'un trou noirtrou noir à l'intérieur de l'étoile à partir de son coeur, ce qui provoquerait son explosion et la formation de puissants jets de plasma responsables d'une intense émissionémission de photonsphotons gamma.

Lorsque le sursaut est court, toutes les explications théoriques et les simulations numériquessimulations numériques pointent vers une collision d'étoiles à neutrons entre elles, ou avec un trou noir, suivie de la formation d'un trou noir.

Le 14 juin 2006, le satellite SwiftSwift avait détecté un nouveau sursaut long de 102 secondes, baptisé GRB060614, dans une galaxiegalaxie située à 1,6 milliards d'année-lumière. Problème : sa distance proche le mettait plutôt à priori dans le cas des sursauts courts et ceci semblait en accord avec le spectrespectre enregistré et son évolution dans le temps. Afin de déterminer exactement ce qui se passait, on décida donc d'utiliser Hubble.

Plusieurs mois d'observations auraient dû permettre de mettre en évidence une supernova, même faible, dans la lumière visible. A la stupéfaction générale, rien n'a été observé, la copie semble donc à revoir.

L'image ci-dessous est obtenue dans la bande de lumière visible. A gauche de la galaxie contenant GRB060614 elle n'indique qu'une émission transitoire de lumière, l'afterglow, associée à l'émission de photons gamma. Aucune signature de supernova n'est observée ultérieurement.

sursaut gamma GRB060614 montrant l'abscence de supernova : Credit  A. Gal-Yam (Caltech)<br />

sursaut gamma GRB060614 montrant l'abscence de supernova : Credit A. Gal-Yam (Caltech)

Comme on l'a vu, il ne semble pas possible qu'une collision d'étoiles à neutronsétoiles à neutrons, voire d'étoile à neutrons avec un trou noir, produise un sursaut long, alors ? Faut-il en conclure que, malgré tout, des sursauts longs peuvent parfois en résulter ? On aurait donc un sursaut gamma hybridehybride.

Une seconde possibilité provient du fait que l'hypernova, à l'origine d'un sursaut long, produit elle aussi un trou noir. C'est même une explication essentielle de la puissance de l'explosion en gamma. Peut-être l'effondrementeffondrement gravitationnel est-il si violent et si rapide que l'essentiel de l'énergieénergie libérée ne peut se trouver que sous forme de rayons gammarayons gamma.

Une dernière possibilité pourrait bien être la plus passionnante, un phénomène astrophysiqueastrophysique totalement inconnu jusque là et mettant peut être en jeu une physiquephysique exotique.