On en a eu un! Ce cri de joie, plus d'un astronome a dû le pousser au début de cette année en apprenant qu'un «sursaut gamma» a enfin pu être observé en direct par un télescope optique. Ces phénomènes astronomiques représentent probablement les explosions les plus violentes qui existent dans l'Univers. Mais leur rapidité – un flash très ponctuel qui dure quelques secondes, au mieux une ou deux minutes – a toujours empêché les chercheurs de pointer leurs lentilles à temps vers la source du rayonnement. Jusqu'à récemment, les astronomes ont à chaque fois dû se contenter de l'incandescence résiduelle de ces déflagrations cosmiques, ne captant que les dernières traces, vidées d'une grande partie de leur contenu informatif. Le 23 janvier dernier, pourtant, un concours de circonstances a permis pour la première fois d'«accrocher» un tel sursaut, vingt-deux secondes à peine après son apparition dans le ciel, à l'aide du télescope Rotse de Los Alamos au Nouveau-Mexique. L'appareil a ainsi pu enregistrer la plus grande partie de l'évolution du phénomène. Les analyses des mesures qui, soit dit en passant, ne permettent toujours pas d'expliquer l'origine de ces explosions, ont été publiées sous forme de trois articles dans la revue Nature du 1er avril.

L'obtention des images du sursaut, baptisé GRB990123 (pour Gamma Ray Burst 23 janvier 1999), est le résultat d'une coordination très fine entre différentes stations de mesure. C'est Batse, un instrument installé à bord du satellite américain Compton Gamma Ray Observatory, qui a donné l'alerte. Cet appareil a normalement besoin d'un jour entier pour calculer la position de la source dans le ciel. Cette fois-ci, pour gagner du temps, les données ont automatiquement été transmises vers le Centre spatial Goddard de la NASA qui a calculé en quelques secondes la position approximative du sursaut. L'information a aussitôt été diffusée par Internet aux différents observatoires. Vingt-deux secondes après l'apparition du flash, le quadruple objectif du télescope Rotse enregistre la lumière avant même qu'elle arrive à son maximum d'intensité. Cinq heures plus tard, c'est au tour du satellite italo-néerlandais BeppoSAX de fournir une position précise du GRB990123 grâce au rayonnement résiduel - ce dernier peut se prolonger durant plusieurs jours encore après l'explosion. Le lendemain, le télescope Keck 2 sur le sommet du Mauna Kea à Hawaii récolte les dernières bribes du sursaut et fixe sa distance à au moins 9 milliards d'années-lumière.

Le GRB990123 a battu une sorte de record. En admettant qu'il ait émis un rayonnement identique dans toutes les directions, il aurait dégagé une énergie totale de 1047 joules en moins de deux minutes. Une bombe d'une puissance difficilement imaginable puisqu'elle correspondrait à la conversion quasi instantanée – à l'échelle cosmologique s'entend – en rayonnement pur de toute la matière d'une étoile plusieurs fois plus massives que le Soleil. «Si une telle explosion avait lieu dans le voisinage de la Voie lactée, la luminosité dans notre galaxie serait telle que la nuit se transformerait en jour, explique Thierry Courvoisier, professeur à l'Observatoire de Genève. Aucun autre phénomène connu, mis à part le big bang, ne prend une telle ampleur.»

Mais le plus étonnant aux yeux des astronomes est que le sursaut s'est accompagné d'un intense rayonnement dans la gamme de la lumière visible – l'émission était si forte qu'un observateur aurait pu la voir aux jumelles s'il avait regardé au bon moment et au bon endroit. On pensait à tort que la lumière visible, tout comme les rayons X, ne venait qu'après l'explosion gamma. Il faudra pourtant beaucoup d'informations supplémentaires avant qu'une idée claire se dégage sur l'origine de ces sursauts.

Car, pour l'instant, l'élaboration d'un modèle théorique expliquant les sursauts gamma se heurte au gigantisme du phénomène. «La question qui taraude les astrophysiciens est de savoir comment il est théoriquement possible de générer une telle quantité de rayonnement dans le domaine de la lumière gamma et visible en si peu de temps», s'interroge Thierry Courvoisier. Les scénarios les plus fous circulent qui mettent en scène des objets très massifs mais également relativement petits: deux étoiles à neutrons, qui sont elles-mêmes le résultat de l'effondrement d'étoiles géantes, entrent en collision; une étoile à neutrons se fait avaler par un trou noir; deux trous noirs se rentrent dedans; etc.

Face à une telle débauche d'énergie difficilement modélisable à partir des connaissances actuelles de l'astrophysique, la tendance de certains chercheurs est de contourner le problème. Les auteurs d'un des trois articles de la revue Nature du 1er avril estiment, sur la base de leurs calculs, que le GRB990123 pourrait bien ne pas émettre dans tous les sens. Il ne serait pas exclu, selon eux, que l'explosion soit très directionnelle, ressemblant à deux jets fins se propageant uniquement dans deux directions opposées. Cette théorie permet d'abaisser l'énergie totale dégagée par les sursauts. «Des modèles plus modestes, impliquant une mort brutale d'étoiles plus communes, seraient encore tenables», expliquent les chercheurs. En revanche, si c'était le cas, nous ne pourrions depuis la Terre observer que ceux qui se dirigent exactement vers nous. Cela implique qu'il existerait un nombre de sursauts considérablement plus important que ce que l'on a cru auparavant (on en observe en moyenne un par jour). La prudence reste donc de mise chez les chercheurs et ils avancent leur hypothèse «avec circonspection».