Volkswacht Bodensee - Détection d'un puissant signal cosmique vieux de 13 milliards d'années

"C'est excessivement rare puisque c'est le cinquième sursaut gamma le plus lointain jamais détecté" et "le plus précis en termes de la lumière qu'on a récoltée et des mesures qu'on a faites", se félicite auprès de l'AFP Bertrand Cordier responsable scientifique du projet SVOM au Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA).

Lancée en juin 2024, la mission SVOM (Space-based multi-band astronomical Variable Objects Monitor) a pour objectif de détecter et de localiser ces phénomènes cosmiques à la puissance monumentale.

Les sursauts gamma se produisent généralement après l'explosion d'étoiles massives (plus de 20 fois la masse du soleil) ou la fusion d'étoiles compactes. Ces bouffées de rayonnement d'une luminosité colossale peuvent dégager une énergie équivalente à plus d'un milliard de milliards de soleils.

"Ce sont les événements les plus énergétiques dans l'Univers", explique l'astrophysicien, qui a participé à deux études sur cette détection publiées mardi dans Astronomy & Astrophysics, et dont il est respectivement premier auteur et co-auteur.

- Première génération d'étoiles -

Etudier les sursauts gamma permet d'avancer sur des questions de "physique fondamentale", comme tenter de "comprendre comment on est capable de déployer une telle quantité d'énergie, quels sont les mécanismes en jeu".

Dans les sursauts gamma, "la matière est accélérée à des vitesses proches de la vitesse de la lumière. Ce sont des conditions physiques qu'on ne peut pas reproduire sur Terre, mais qu'on peut observer dans les laboratoires cosmiques", ajoute-t-il.

Ces signaux extrêmement lumineux servent aussi de "sondes" éclairant toute la matière qu'ils traversent avant de nous arriver. "Il faut vraiment avoir un flash de cette intensité pour arriver à mesurer" les conditions physiques de l'Univers à des âges très lointains. "C'est le seul moyen de le faire de manière directe", souligne le chercheur.

Le 14 mars, quand ils ont reçu l'alerte d'une détection sur leur téléphone portable, les jeunes scientifiques d'astreinte de la mission SVOM ont assez vite compris qu'ils avaient affaire à un événement d'ampleur. Et ils ont convaincu d'autres télescopes de détourner leurs objectifs pour les braquer sur la zone d'émission.

Après un sursaut gamma de quelques dizaines de secondes, l'objet qui en est à l'origine émet - pendant plus longtemps mais avec une intensité décroissante - dans d'autres longueurs d'onde: rayons X, optique, infrarouge, radio. Cette "contrepartie" est cruciale pour localiser précisément la source et étudier sa nature.

Verdict: le signal a été émis "à un moment où l'Univers était très jeune", à peine 700 millions d'années. "Les photons qui sont venus imprégner nos instruments ont voyagé pendant 13 milliards d'années", raconte M. Cordier.

C'est l'âge "des premières générations d'étoiles", formées après le Big Bang à partir d'une "matière primitive essentiellement composée d'hélium et surtout d'hydrogène". Ces étoiles ont produit les premiers éléments lourds (fer, carbone, oxygène...), jouant un rôle fondamental dans l'évolution de l'Univers.

Pour donner un sursaut de ce type-là, l'étoile qui s'est effondrée "devait faire peut-être une centaine de masses solaires", ajoute l'astrophysicien, qui espère que SVOM permettra de détecter "peut-être un ou deux" événements de ce type par an.

"La difficulté, c'est d'arriver à tout enchaîner dans la chaîne" d'observation des contreparties.

Après l'alerte du 14 mars, "il s'est écoulé 17 heures avant que le Very Large Telescopte (VLT), au Chili, ne se détourne. Pendant ce temps, l'intensité a décru. L'objectif, c'est d'être encore plus efficace. Si on arrive plus tôt, alors on aura des meilleures données", dit le responsable.

K.Hofmann--VB