La question portant sur la nature « locale » ou non des sursautssursauts gamma se posa immédiatement après leur découverte et fut l'objet d'un débat très intense pendant plusieurs décennies. Alors, quelle est l'origine des sursauts gamma ?

D'où viennent les sursauts gamma ? Le débat fit ragerage au moment de leur découverte. (Un peu comme celui qui eut lieu au début du XXe siècle entre les astronomesastronomes H. D. Curtis et H. Shapley à propos de la nature extragalactique des nébuleusesnébuleuses observées dans le ciel et cataloguées par C. Messier).

D'où viennent les sursauts gamma ? Quelle est leur origine ? Ici, la voie lactée vue depuis la Terre. (Image obtenue en assemblant des photos couvrant l'ensemble de la sphère céleste. Le panorama final correspond à 120 heures d'observations, étalées sur plusieurs semaines.) © ESO/S. Brunier, CC by 4.0

D'où viennent les sursauts gamma ? Quelle est leur origine ? Ici, la voie lactée vue depuis la Terre. (Image obtenue en assemblant des photos couvrant l'ensemble de la sphère céleste. Le panorama final correspond à 120 heures d'observations, étalées sur plusieurs semaines.) © ESO/S. Brunier, CC by 4.0

Une origine extragalactique, voire cosmologique ?

Certains pensaient voir l'origine des sursauts gamma dans des objets du Système solaireSystème solaire. D'autres suggéraient que ces astresastres appartenaient à notre GalaxieGalaxie : soit dans le plan de celle-ci, soit distribués uniformément dans son halo. Enfin, quelques avocatsavocats, bien rares, plaidaient pour une origine extragalactique.

L'enjeu était de taille : plus la distance de l'objet était grande, plus l'énergieénergie créée devait être considérable pour expliquer les observations. Les tenants d'une origine cosmologique n'étaient donc pas très nombreux. En effet, s'ils se produisaient à des distances conformes à cette hypothèse, les sursauts gamma devenaient alors les objets les plus énergétiques jamais observés depuis la formation même de notre universunivers !

Image du sursaut gamma le plus lointain jamais observé à cette date : le petit point rouge, au centre et agrandi en bas à droite. La lumière a voyagé environ 13 milliards d’années avant de parvenir jusqu'à nous ! (Image obtenue par l'instrument Grond, installé sur le télescope de 2.2 mètres du MPE, à La Silla, Chili.)

Image du sursaut gamma le plus lointain jamais observé à cette date : le petit point rouge, au centre et agrandi en bas à droite. La lumière a voyagé environ 13 milliards d’années avant de parvenir jusqu'à nous ! (Image obtenue par l'instrument Grond, installé sur le télescope de 2.2 mètres du MPE, à La Silla, Chili.)

Distance : des sursauts gamma très lointains et très vieux

La question ne fut définitivement tranchée qu'un quart de siècle plus tard, en 1997. Grâce à une observation du satellite italo-hollandais BeppoSax, il fut possible d'observer un sursaut dans un autre domaine que les rayons gammarayons gamma, celui des rayons Xrayons X. Cela permit de mesurer très précisément sa distance suite à une remarquable cascade d'observations. Le verdict fut sans appel : ce sursaut se situait à une distance « cosmologique », à environ 8 milliards d'années-lumièreannées-lumière de la TerreTerre !

Depuis cette date, plusieurs centaines de mesures ont définitivement confirmé ce résultat. Actuellement, le record est détenu par un sursaut détecté le 23 avril 2009 (voir notre article GRB 090423 : un sursaut gamma témoin de la jeunesse de l'univers). Il s'agit de l'astre le plus vieux jamais observé (bien plus âgé que la plus lointaine galaxie actuellement connue) ; l'univers n'avait que 600 millions d'années lorsque ce phénomène se produisit. Vu de l'autre côté de la lorgnette, la lumièrelumière a mis plus de 13 milliards d'années avant de parvenir jusqu'à nous. Notre propre Galaxie n'existait même pas lorsque ce sursaut apparut, et notre SoleilSoleil encore moins !