Sursauts gamma
Il est caractérisé par sa brièveté (de quelques secondes à quelques minutes) et par la forme particulière de la courbe de lumière et il est prolongé par des émissions rémanentes dans d’autres longueurs d’onde qui peuvent durer jusqu’à plusieurs mois en s’affaiblissant progressivement. La théorie dominante est que le sursaut gamma est généré dans la majorité des cas par l’effondrement gravitationnel d’une étoile géante aboutissant soit à la formation d’un trou noir ou d’une étoile à neutrons (sursauts longs) soit à la fusion de deux étoiles à neutrons binaires (sursauts courts). Ce phénomène déclenche l’émission d’un faisceau étroit et symétrique de matière atteignant des vitesses ultra-relativistes. Les sursauts gamma, observés au rythme moyen d’un sursaut par jour, ont leurs sources dans d’autres galaxies et constituent les événements les plus lumineux de l’Univers après le Big Bang. Les sursauts gamma sont découverts accidentellement en 1967 et ne commencent à être expliqués qu’au milieu des années 1990.
Les manifestations des sursauts gamma, un rayonnement gamma à la fois puissant et bref apparaissant de manière aléatoire, sont découvertes en 1967 par les premiers satellites artificiels équipés de détecteurs gamma. En raison de la brièveté du rayonnement gamma et des capacités réduites des détecteurs gamma de l’époque, l’origine du phénomène reste longtemps l’objet de spéculations. Ce n’est qu’au milieu des années 1990, grâce aux instruments des observatoires spatiaux CGRO, Beppo-SAX que l’origine extra galactique est découverte et que le sursaut gamma est associé dans la majorité des cas à la mort de certaines étoiles géantes et leur transformation en hypernova.
Découverte des sursauts gamma par les satellites Vela (1967-1973)
Les sursauts gamma sont découverts accidentellement en juillet 1967 par deux satellites américains Vela chargés de contrôler l’application du traité portant sur l’interdiction des tests atomiques atmosphériques en détectant d’éventuelles explosions atomiques. Pour identifier celles-ci ces satellites disposent de détecteurs de rayons X et de rayons gamma. Les exemplaires de la première version, Vela 1, de cette famille de satellites sont lancés en 1963 mais ils disposent d’une instrumentation peu sensible. Un des problèmes rencontrés par les concepteurs de ces engins est que les détecteurs pouvaient réagir à des particules issues de sources déjà connues (rayonnement cosmique émis par le Soleil, rayonnement émis par une supernova…). En juillet 1967, un signal de quelques secondes présentant un double pic atypique est perçu simultanément par les détecteurs de deux satellites Vela. Les ingénieurs du Laboratoire national de Los Alamos dirigés par Ray Klebesade (en), qui analysent les données fournies par les satellites Vela, recherchent une explication mais aucune tempête solaire ni supernova n’est en cours à cette date. L’équipe du laboratoire a conscience qu’il s’agit d’un phénomène inexplicable mais dans la mesure où les détecteurs ne fournissent ni la localisation de la source, ni la distance de celle-ci ils reportent une analyse plus poussée à la mise en service de détecteurs de meilleure qualité embarqués sur les générations suivantes des satellites Vela. Celles-ci sont déployées en orbite entre 1969 (Vela 5) et 1970 (Vela 6). Après un délai dû à une mise au point de ces nouveaux engins spatiaux plus complexe que prévu, les données fournies par les nouveaux détecteurs sont dépouillées. En comparant l’heure précise de détection des sursauts gamma par les différents satellites, les ingénieurs parviennent par triangulation à identifier et situer de manière assez précise la source de 16 signaux gamma présentant les mêmes caractéristiques atypiques (brièveté, intensité et courbe de lumière), ce qui leur permet d’éliminer les sources de rayonnement connues à cette époque (Supernova, Terre, Lune, Soleil). Les données, qui étaient couvertes par le secret militaire du fait de la nature du programme Vela, sont déclassifiées en 1973 et la découverte des signaux mystérieux est rendue publique dans un article rédigé par l’équipe de Los Alamos et publié dans le journal Astrophysical Journal. Le nouveau phénomène est baptisé sursaut gamma ou GRB (« Gamma Ray Burst », ou Sursaut Gamma).
