23.6 : Le mystère des sursauts gamma
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Objectifs d'apprentissage
À la fin de cette section, vous serez en mesure de :
- Donnez un bref historique de la façon dont les sursauts gamma ont été découverts et des instruments qui ont rendu cette découverte possible
- Expliquez pourquoi les astronomes pensent que les sursauts gamma diffusent leur énergie plutôt que de rayonner uniformément dans toutes les directions
- Décrire comment le rayonnement d'un sursaut gamma et de sa rémanence est produit
- Expliquer en quoi les sursauts gamma de courte durée diffèrent des sursauts de rayons gamma de courte durée et décrire le processus qui permet d'obtenir des sursauts gamma de courte durée
- Expliquez pourquoi les sursauts gamma peuvent nous aider à comprendre les débuts de l'univers
Tout le monde aime les bons mystères, et les astronomes ne font pas exception. Le mystère dont nous parlerons dans cette section a été découvert pour la première fois au milieu des années 1960, non pas grâce à des recherches astronomiques, mais à la recherche des signes révélateurs d'explosions d'armes nucléaires. Le ministère américain de la Défense a lancé une série de satellites Vela pour s'assurer qu'aucun pays ne violait un traité interdisant la détonation d'armes nucléaires dans l'espace.
Comme les explosions nucléaires produisent la forme la plus énergétique d'ondes électromagnétiques appelées rayons gamma (voir Rayonnement et spectres), les satellites Vela contenaient des détecteurs permettant de détecter ce type de rayonnement. Les satellites n'ont détecté aucun événement confirmé lié à l'activité humaine, mais ils ont détecté, à la surprise générale, de courtes rafales de rayons gamma provenant de directions aléatoires dans le ciel. La nouvelle de la découverte a été publiée pour la première fois en 1973, mais l'origine des rafales est restée un mystère. Personne ne savait ce qui produisait ces brefs éclairs de rayons gamma ni à quelle distance se trouvaient les sources.
De quelques rafales à des milliers
Avec le lancement de l'observatoire gamma de Compton par la NASA en 1991, les astronomes ont commencé à identifier de nombreuses autres sursauts et à en apprendre davantage à leur sujet (Figure\(\PageIndex{1}\)). Environ une fois par jour, le satellite de la NASA a détecté un flash de rayons gamma quelque part dans le ciel qui a duré d'une fraction de seconde à plusieurs centaines de secondes. Avant les mesures de Compton, les astronomes s'attendaient à ce que l'endroit le plus probable pour les sursauts soit le disque principal de notre propre galaxie (en forme de crêpe). Si tel avait été le cas, on aurait observé plus de rafales dans l'avion bondé de la Voie lactée qu'au-dessus ou en dessous. Au lieu de cela, les sources des sursauts étaient réparties de manière isotrope, c'est-à-dire qu'elles pouvaient apparaître n'importe où dans le ciel sans préférence pour une région par rapport à une autre. Presque jamais une seconde rafale n'est venue du même endroit.
Pour avoir une bonne idée visuelle de la mesure dans laquelle les rafales proviennent de partout dans le ciel, regardez cette courte vidéo animée de la NASA montrant l'emplacement des 500 premières salves découvertes par le dernier satellite Swift.
Pendant plusieurs années, les astronomes ont débattu activement de la question de savoir si les sources des sursauts se trouvaient relativement proches ou très éloignés, les deux possibilités de sursauts distribués de manière isotrope. Les sites voisins peuvent inclure le nuage de comètes qui entoure le système solaire ou le halo de notre Galaxie, qui est grand et sphérique et qui nous entoure également dans toutes les directions. Si, par contre, les sursauts se produisaient à de très grandes distances, ils pourraient provenir de galaxies lointaines, qui sont également réparties uniformément dans toutes les directions.
Les hypothèses très locales et très lointaines exigeaient que quelque chose d'étrange se produise. Si les sursauts provenaient des confins froids de notre propre système solaire ou du halo de notre Galaxie, les astronomes ont dû émettre l'hypothèse d'un nouveau type de processus physique susceptible de produire des éclairs imprévisibles de rayons gamma de haute énergie dans ces régions de l'espace par ailleurs calmes. Et si les explosions provenaient de galaxies situées à des millions ou des milliards d'années-lumière, elles devaient être extrêmement puissantes pour être observables à de si grandes distances ; en fait, elles devaient être parmi les plus grandes explosions de l'univers.
Les premières lueurs
Le problème en essayant de déterminer la source des sursauts gamma était que nos instruments de détection des rayons gamma n'arrivaient pas à déterminer l'endroit exact dans le ciel où se produisait l'explosion. Les premiers télescopes à rayons gamma n'avaient pas une résolution suffisante. Cela était frustrant car les astronomes soupçonnaient que s'ils pouvaient déterminer la position exacte de l'une de ces sursautes rapides, ils seraient en mesure d'identifier une contrepartie (telle qu'une étoile ou une galaxie) à d'autres longueurs d'onde et d'en apprendre beaucoup plus sur la sursaut, y compris sa provenance. Cela nécessiterait toutefois soit des améliorations majeures de la technologie des détecteurs de rayons gamma afin d'obtenir une meilleure résolution, soit la détection de la rafale à une autre longueur d'onde. Au final, les deux techniques ont joué un rôle.
La percée a eu lieu avec le lancement du satellite italien néerlandais BeppoSax en 1996. BeppoSax a inclus un nouveau type de télescope gamma capable d'identifier la position d'une source de manière beaucoup plus précise que les instruments précédents, à quelques minutes d'un arc dans le ciel. En soi, cependant, il n'était toujours pas assez sophistiqué pour déterminer la source exacte du sursaut gamma. Après tout, une boîte présentant quelques minutes d'arc sur le côté peut encore contenir de nombreuses étoiles ou d'autres objets célestes.
Cependant, la résolution angulaire de BeppoSax était suffisamment bonne pour indiquer aux astronomes où pointer d'autres télescopes plus précis dans l'espoir de détecter les émissions électromagnétiques à plus longue durée de vie provenant des sursauts à d'autres longueurs d'onde. La détection d'une rafale à des longueurs d'onde de lumière visible ou radio pourrait fournir une position précise de quelques secondes d'arc et permettre de localiser la position d'une étoile ou d'une galaxie individuelle. BeppoSax transportait son propre télescope à rayons X à bord de l'engin spatial pour rechercher un tel homologue, et les astronomes utilisant la lumière visible et les installations radio au sol étaient impatients de rechercher également ces longueurs d'onde.
Deux observations cruciales de BeppoSax en 1997 ont permis de résoudre le mystère des sursauts gamma. La première explosion est survenue en février en direction de la constellation d'Orion. En l'espace de 8 heures, les astronomes travaillant avec le satellite ont identifié la position de l'explosion et ont réorienté l'engin spatial pour focaliser le détecteur de rayons X de BeppoSax sur la source. Très enthousiastes, ils ont détecté une source de rayons X qui s'estompait lentement 8 heures après l'événement, ce qui constitue la première détection réussie d'une rémanence due à un sursaut de rayons gamma. Cela a permis de localiser encore mieux la rafale (avec une précision d'environ 40 secondes d'arc), qui a ensuite été distribuée aux astronomes du monde entier pour essayer de la détecter à des longueurs d'onde encore plus longues.
Cette nuit-là, le télescope William Herschel de 4,2 mètres situé aux îles Canaries a découvert une source de lumière visible décolorée à la même position que la rémanence des rayons X, confirmant ainsi qu'une telle rémanence pouvait également être détectée dans la lumière visible. Finalement, la lueur rémanente s'est estompée, mais à l'endroit de l'explosion de rayons gamma d'origine, il y a eu une source faible et floue juste à l'endroit où se trouvait le point de disparition de la lumière : une galaxie lointaine (Figure\(\PageIndex{2}\)). C'est la première preuve que les sursauts gamma étaient en effet des objets très énergétiques venant de très loin. Cependant, il est également possible que la source de l'explosion soit beaucoup plus proche de nous et qu'elle se soit simplement alignée sur une galaxie plus éloignée. Cette seule observation n'a donc pas permis de démontrer de manière concluante l'origine extragalactique des sursauts gamma.
Le 8 mai de la même année, une explosion est venue de la direction de la constellation des Camelopardalis. Dans le cadre d'un effort international coordonné, BeppoSax a de nouveau fixé une position assez précise et, presque immédiatement, un télescope situé à Kitt Peak, en Arizona, a pu capter la lueur rémanente de lumière visible. En 2 jours, le plus grand télescope du monde (le Keck à Hawaï) a collecté suffisamment de lumière pour enregistrer le spectre de la rafale. Le spectre de rémanence du sursaut gamma de mai présentait des caractéristiques d'absorption provenant d'un objet flou situé à 4 milliards d'années-lumière du Soleil, ce qui signifie que l'emplacement de l'explosion devait être au moins aussi éloigné, et peut-être même plus loin. (Nous verrons dans Galaxies comment les astronomes peuvent obtenir la distance d'un tel objet à partir du décalage Doppler du spectre.) Ce spectre indiquait clairement que le sursaut gamma avait eu lieu dans une galaxie lointaine.
Réseautage pour capter plus de rafales
Après que les premières observations ont montré qu'il était possible de trouver les emplacements précis et les rémanences des sursauts gamma, les astronomes ont mis en place un système pour détecter et localiser les sursauts sur une base régulière. Mais pour réagir aussi rapidement que nécessaire et obtenir des résultats exploitables, les astronomes se sont rendu compte qu'ils devaient s'appuyer sur des systèmes automatisés plutôt que sur des observateurs humains se trouvant au bon endroit au bon moment.
Désormais, lorsqu'un télescope orbital à haute énergie découvre une rafale, sa position approximative est immédiatement transmise à un réseau de coordonnées gamma basé au Goddard Space Flight Center de la NASA, alertant les observateurs au sol en quelques secondes pour qu'ils recherchent la lueur rémanente de lumière visible.
Le premier grand succès de ce système a été obtenu par une équipe d'astronomes de l'Université du Michigan, du Lawrence Livermore National Laboratory et des Los Alamos National Laboratories, qui ont conçu un dispositif automatisé baptisé Robotic Optical Transient Search Experiment (ROTSE). ), qui a détecté un équivalent en lumière visible très intense en 1999. À son apogée, l'explosion était presque aussi brillante que Neptune, malgré une distance (mesurée plus tard par des spectres de plus grands télescopes) de 9 milliards d'années-lumière.
Plus récemment, les astronomes ont pu aller encore plus loin en utilisant des télescopes à champ de vision large pour observer de grandes parties du ciel dans l'espoir qu'un sursaut de rayons gamma se produise au bon endroit et au bon moment et soit enregistré par la caméra du télescope. Ces télescopes à champ large ne sont pas sensibles aux sources faibles, mais le ROTSE a montré que les rémanences des rayons gamma pouvaient parfois être très vives.
Les espoirs des astronomes ont été confirmés en mars 2008, lorsqu'un sursaut gamma extrêmement lumineux s'est produit et que sa lumière a été captée par deux systèmes de caméras à champ large au Chili : le « Pi du ciel » polonais et le système russo-italien TORTORA [Telescopio Ottimizzato per la Ricerca dei Transienti Ottici Rapidi (italien pour Télescope optimisé pour la recherche des transitoires optiques rapides)] (Figure\(\PageIndex{3}\)). Selon les données recueillies par ces télescopes, pendant une période d'environ 30 secondes, la lumière du sursaut gamma était suffisamment vive pour être vue à l'œil nu si une personne avait regardé au bon endroit au bon moment. Pour ajouter à notre étonnement, des observations ultérieures effectuées par de plus grands télescopes ont démontré que l'explosion s'est produite à une distance de 8 milliards d'années-lumière de la Terre !
Rayonner ou ne pas téléporter
Les distances énormes qui les séparaient de ces événements les obligeaient à faire preuve d'une énergie incroyable pour paraître aussi brillants qu'ils l'étaient sur une distance aussi énorme. En fait, ils nécessitaient tellement d'énergie que cela posait problème pour les modèles de sursauts gamma : si la source émettait de l'énergie dans toutes les directions, alors l'énergie libérée uniquement sous forme de rayons gamma lors d'une rafale brillante (comme les événements de 1999 ou 2008) aurait été équivalente à l'énergie produite si la masse entière d'une étoile semblable au Soleil ont été soudainement converties en rayonnement pur.
Pour une source de produire une telle quantité d'énergie aussi rapidement (en rafale), cela représente un véritable défi. Même si l'étoile à l'origine du sursaut gamma était beaucoup plus massive que le Soleil (ce qui est probablement le cas), il n'existe aucun moyen connu de convertir une telle masse en rayonnement en quelques secondes. Cependant, il existe un moyen de réduire la puissance requise du « mécanisme » qui produit des sursauts gamma. Jusqu'à présent, notre discussion a supposé que la source des rayons gamma émet la même quantité d'énergie dans toutes les directions, comme une ampoule à incandescence.
Mais comme nous l'expliquons dans Pulsars et la découverte des étoiles à neutrons, toutes les sources de rayonnement de l'univers ne sont pas pareilles. Certains produisent de minces faisceaux de rayonnement qui sont concentrés dans une ou deux directions seulement. Un pointeur laser et un phare sur l'océan sont des exemples de telles sources de rayonnement sur Terre (Figure\(\PageIndex{4}\)). Si, lors d'une rafale, les rayons gamma ne sont émis que par un ou deux faisceaux étroits, nos estimations de la luminosité de la source peuvent être réduites et les sursauts peuvent être plus faciles à expliquer. Dans ce cas, cependant, le faisceau doit pointer vers la Terre pour que nous puissions voir l'explosion. Cela impliquerait à son tour que pour chaque rafale que nous voyons depuis la Terre, il y en a probablement beaucoup d'autres que nous ne détectons jamais parce que leurs faisceaux pointent dans d'autres directions.
Sursauts gamma de longue durée : des étoiles qui explosent
Après avoir identifié et suivi un grand nombre de sursauts gamma, les astronomes ont commencé à rassembler des indices sur le type d'événement censé être responsable de la production du sursaut gamma. Ou plutôt quel type d'événements, car il existe au moins deux types distincts de sursauts gamma. Les deux, comme les différents types de supernovae, sont produites de manière complètement différente.
Sur le plan de l'observation, la distinction cruciale est la durée de la rafale. Les astronomes divisent désormais les sursauts gamma en deux catégories : les sursauts de courte durée (définis comme ceux qui durent moins de 2 secondes, mais généralement une fraction de seconde) et les sursauts de longue durée (définis comme ceux qui durent plus de 2 secondes, mais généralement environ une minute).
Tous les exemples dont nous avons discuté jusqu'à présent concernent les sursauts gamma de longue durée. Ils constituent la plupart des sursauts gamma détectés par nos satellites, et ils sont également plus lumineux et plus faciles à localiser. Plusieurs centaines de sursauts gamma de longue durée et les propriétés des galaxies dans lesquelles ils se sont produits ont maintenant été étudiés en détail. Les sursauts gamma de longue durée sont universellement observés comme provenant de galaxies lointaines qui fabriquent encore activement des étoiles. On les trouve généralement dans des régions de la galaxie où l'activité de formation d'étoiles est forte (comme les bras spiraux). Rappelons que plus une étoile est massive, moins elle passe de temps à chaque étape de sa vie. Cela suggère que les sursauts proviennent d'un type d'étoile jeune et éphémère, donc massif.
En outre, dans plusieurs cas, lorsqu'une explosion s'est produite dans une galaxie relativement proche de la Terre (en quelques milliards d'années-lumière), il a été possible de rechercher une supernova à la même position et, dans presque tous ces cas, les astronomes ont trouvé des preuves de l'explosion d'une supernova de type Ic. Un type Ic est un type particulier de supernova, dont nous n'avons pas parlé dans les premières parties de ce chapitre ; elles sont produites par une étoile massive qui a été dépouillée de sa couche externe d'hydrogène. Cependant, seule une infime fraction des supernovae de type Ic produit des sursauts gamma.
Pourquoi une étoile massive dont les couches extérieures sont absentes produirait-elle parfois un sursaut gamma en même temps qu'elle explose sous forme de supernova ? L'explication que les astronomes pensent de cette énergie supplémentaire est l'effondrement du noyau de l'étoile pour former un trou noir magnétique ou une étoile à neutrons en rotation. Comme le cadavre de l'étoile est à la fois magnétique et tourne rapidement, son effondrement soudain est complexe et peut produire des jets tourbillonnants de particules et de puissants faisceaux de rayonnement, comme dans un quasar ou un noyau galactique actif (objets que vous découvrirez sur les galaxies actives, les quasars et les trous noirs supermassifs), mais sur un échelle de temps beaucoup plus rapide. Une petite partie de la masse qui tombe est éjectée sous la forme d'un faisceau étroit, se déplaçant à des vitesses proches de celles de la lumière. Les collisions entre les particules présentes dans le faisceau peuvent produire d'intenses sursauts d'énergie que nous considérons comme des sursauts gamma.
En quelques minutes, l'explosion en expansion de la boule de feu pénètre dans la matière interstellaire à proximité de l'étoile mourante. Cette matière a peut-être été éjectée de l'étoile elle-même à des stades plus précoces de son évolution. Il pourrait également s'agir du gaz à partir duquel l'étoile massive et ses voisines se sont formées.
Lorsque les particules à haute vitesse produites par l'explosion sont ralenties, elles transfèrent leur énergie à la matière environnante sous la forme d'une onde de choc. Ce matériau choqué émet des radiations à de plus grandes longueurs d'onde. Cela explique la rémanence des rayons X, de la lumière visible et des ondes radio. La lueur se produit à des longueurs d'onde de plus en plus longues alors que l'explosion continue de perdre de l'énergie.
Sursauts gamma de courte durée : collision de cadavres stellaires
Qu'en est-il des sursauts gamma plus courts ? L'émission de rayons gamma résultant de ces événements dure moins de 2 secondes et, dans certains cas, elle peut ne durer que quelques millisecondes, ce qui est incroyablement court. Une telle échelle de temps est difficile à atteindre si elles sont produites de la même manière que les sursauts gamma de longue durée, car l'effondrement de l'intérieur de l'étoile sur le trou noir devrait prendre au moins quelques secondes.
Les astronomes ont cherché sans succès les rémanences des sursauts gamma de courte durée découverts par BeppoSax et d'autres satellites. De toute évidence, les rémanences disparaissent trop rapidement. Les télescopes à lumière visible à réponse rapide tels que le ROTSE n'ont pas non plus été utiles : quelle que soit la rapidité avec laquelle ces télescopes ont répondu, les sursauts n'étaient pas suffisamment lumineux aux longueurs d'onde visibles pour être détectés par ces petits télescopes.
Une fois de plus, il a fallu un nouveau satellite pour éclaircir le mystère. Dans ce cas, il s'agissait du satellite Swift Gamma-Ray Burst, lancé en 2004 dans le cadre d'une collaboration entre la NASA et les agences spatiales italienne et britannique (Figure\(\PageIndex{5}\)). Le design de Swift est similaire à celui de BeppoSax. Cependant, Swift est beaucoup plus agile et flexible : après un sursaut gamma, les télescopes à rayons X et UV peuvent être redirigés automatiquement en quelques minutes (au lieu de quelques heures). Ainsi, les astronomes peuvent observer la lueur rémanente beaucoup plus tôt, alors qu'elle devrait être beaucoup plus lumineuse. De plus, le télescope à rayons X est beaucoup plus sensible et peut fournir des positions 30 fois plus précises que celles fournies par BeppoSax, ce qui permet d'identifier les sursauts même sans lumière visible ni observations radio.
Le 9 mai 2005, Swift a détecté un flash de rayons gamma d'une durée de 0,13 seconde, provenant de la constellation de la Coma Bérénice. Fait remarquable, la galaxie à l'emplacement des rayons X avait une apparence complètement différente de toutes les galaxies dans lesquelles un sursaut de longue durée avait été observé. La rémanence provient du halo d'une galaxie elliptique géante distante de 2,7 milliards d'années-lumière, sans aucun signe de jeunes étoiles massives dans son spectre. De plus, aucune supernova n'a jamais été détectée après l'explosion, malgré de nombreuses recherches.
Qu'est-ce qui pourrait produire un sursaut de moins d'une seconde, provenant d'une région où il n'y a aucune formation d'étoiles ? Le modèle principal implique la fusion de deux cadavres stellaires compacts : deux étoiles à neutrons, ou peut-être une étoile à neutrons et un trou noir. Comme de nombreuses étoiles se présentent sous la forme de systèmes binaires ou multiples, il est possible d'avoir des systèmes dans lesquels deux cadavres d'étoiles orbitent l'un sur l'autre. Selon la relativité générale (qui sera abordée dans Black Holes and Curved Spacetime), les orbites d'un système stellaire binaire composé de tels objets devraient lentement se dégrader avec le temps, pour finalement (après des millions ou des milliards d'années) provoquer l'éclatement des deux objets dans une explosion violente mais brève. Comme la décroissance de l'orbite binaire est si lente, on peut s'attendre à ce que davantage de ces fusions se produisent dans d'anciennes galaxies où la formation d'étoiles s'est arrêtée depuis longtemps.
Pour en savoir plus sur la fusion de deux étoiles à neutrons et sur la façon dont elles peuvent produire un sursaut qui dure moins d'une seconde, consultez cette simulation informatique réalisée par la NASA.
Bien qu'il soit impossible d'être sûr de ce modèle sur la base d'un seul événement (il est possible que cette rafale provienne d'une galaxie de fond et se soit alignée sur l'elliptique géante uniquement par hasard), plusieurs dizaines d'autres sursauts gamma de courte durée ont depuis été localisés par Swift, dont beaucoup proviennent également de galaxies dont le taux de formation d'étoiles est très faible. Cela a donné aux astronomes une plus grande confiance dans le fait que ce modèle est le bon. Pourtant, pour être totalement convaincus, les astronomes sont à la recherche d'une signature « fumante » pour la fusion de deux vestiges stellaires ultra-denses.
Nous pouvons penser à deux exemples qui fourniraient des preuves plus directes. L'une d'elles est un type d'explosion très spécial, qui se produit lorsque des neutrons extraits des étoiles à neutrons pendant la phase finale violente de la fusion fusionnent pour former des éléments lourds, puis libèrent de la chaleur due à la radioactivité, produisant une supernova rouge de courte durée de vie parfois appelée kilonova. (Le terme est utilisé parce qu'elle est environ mille fois plus lumineuse qu'une nova ordinaire, mais pas aussi « super » qu'une supernova traditionnelle.) Les observations de Hubble concernant un sursaut gamma de courte durée en 2013 montrent des preuves suggestives d'une telle signature, mais doivent être confirmées par de futures observations.
La deuxième « arme à feu » est encore plus intéressante à voir : la détection des ondes gravitationnelles. Comme nous le verrons dans Black Holes et Curved Spacetime, les ondes gravitationnelles sont des ondulations dans le tissu de l'espace-temps qui, selon la relativité générale, devraient être produites par l'accélération d'objets extrêmement massifs et denses, tels que deux étoiles à neutrons ou des trous noirs en spirale l'un vers l'autre et entrer en collision. Le premier exemple d'ondes gravitationnelles a été observé récemment à la suite de la fusion de deux grands trous noirs. Si l'on observe un jour qu'une onde gravitationnelle coïncide dans le temps et dans l'espace avec un sursaut gamma, cela confirmera non seulement nos théories sur l'origine des sursauts gamma courts, mais cela constituerait également l'une des démonstrations les plus spectaculaires à ce jour de la théorie de la relativité générale d'Einstein.
Sondage de l'univers avec des sursauts gamma
L'histoire de la façon dont les astronomes ont expliqué l'origine des différents types de sursauts est un bon exemple de la façon dont le processus scientifique ressemble parfois à un travail de détective. Alors que le mystère des sursauts gamma de courte durée est encore élucidé, l'objectif des études sur les sursauts gamma de longue durée a commencé à changer, passant de la compréhension de l'origine des sursauts eux-mêmes (qui est maintenant assez bien établie) à leur utilisation comme outils pour comprendre l'univers au sens large.
La raison pour laquelle les sursauts gamma de longue durée sont utiles tient à leurs luminosités extrêmes, ne serait-ce que pour une courte période. En fait, les sursauts gamma de longue durée sont si brillants qu'ils peuvent facilement être observés à des distances qui correspondent à quelques centaines de millions d'années après le début de l'expansion de l'univers, date à laquelle les théoriciens pensent que la première génération d'étoiles s'est formée. Certaines théories prédisent que les premières étoiles seront probablement massives et achèveront leur évolution en seulement un million d'années. Si tel est le cas, les sursauts gamma (qui signalent la mort de certaines de ces étoiles) pourraient nous fournir le meilleur moyen de sonder l'univers lorsque les étoiles et les galaxies ont commencé à se former.
Jusqu'à présent, le sursaut gamma le plus éloigné découvert (le 29 avril 2009) a pris naissance à 13,2 milliards d'années-lumière, ce qui signifie qu'il s'est produit seulement 600 millions d'années après le Big Bang lui-même. Cela est comparable aux galaxies les plus anciennes et les plus éloignées découvertes par le télescope spatial Hubble. Il n'est pas assez vieux pour s'attendre à ce qu'il se soit formé à partir de la première génération d'étoiles, mais son apparition à cette distance nous donne tout de même des informations utiles sur la production des étoiles dans l'univers primitif. Les astronomes continuent de scruter le ciel à la recherche d'événements encore plus lointains signalant la mort d'étoiles remontant encore plus loin dans le temps.
Concepts clés et résumé
Les sursauts gamma durent d'une fraction de seconde à quelques minutes. Ils viennent de toutes les directions et on sait aujourd'hui qu'ils sont associés à des objets très éloignés. L'énergie provient très probablement d'un faisceau et, pour ceux que nous pouvons détecter, la Terre se trouve dans la direction du faisceau. Les sursauts de longue durée (qui durent plus de quelques secondes) proviennent d'étoiles massives dont les couches extérieures d'hydrogène sont absentes et qui explosent sous forme de supernovae. Les sursauts de courte durée sont considérés comme des fusions de cadavres d'étoiles (étoiles à neutrons ou trous noirs).