Sursaut gamma

Les rafales de rayons gamma ont été observées pour la première fois à la fin des années 1960 par les satellites américains Vela, qui ont été construits pour détecter les impulsions de rayonnement gamma émises par les armes nucléaires testées dans l'espace.

Le 2 juillet 1967, à 14h19 UTC, les satellites Vela 4 et Vela 3 ont détecté un éclair de rayonnement gamma différent de toute signature d'arme nucléaire connue. Incertaine de ce qui s'était passé mais ne considérant pas l'affaire comme particulièrement urgente, l'équipe du laboratoire scientifique de Los Alamos a classé les données pour enquête.

En analysant les différentes heures d'arrivée des salves détectées par les différents satellites, l'équipe a pu déterminer des estimations approximatives des positions dans le ciel de seize salves12-16 et exclure définitivement une origine terrestre ou solaire. La découverte a été publiée en 1973.

La plupart des événements observés durent plus de deux secondes et sont classés comme de longues salves de rayons gamma. Ils ont été étudiés de manière beaucoup plus détaillée que leurs homologues courts. Presque toutes les longues salves de rayons gamma bien étudiées ont été associées à une galaxie à formation rapide d'étoiles et, dans de nombreux cas, à une supernova à effondrement du noyau. Cela permet de relier les longues GRB à la mort d'étoiles massives. Les longues observations de rémanence des GRB à fort redshift (grandes distances) suggèrent également que les GRB proviennent de régions de formation d'étoiles. En effet, l'observation de galaxies lointaines permet de remonter le temps jusqu'aux galaxies à un stade plus précoce.

Energetics

On pense que les éclats de rayons gamma sont des explosions très focalisées, la majeure partie de l'énergie d'explosion d'un jet étroit relativiste se déplaçant à des vitesses supérieures à 99,995% de la vitesse de la lumière.

La largeur angulaire approximative du jet (c'est-à-dire le degré de rayonnement) peut être estimée directement en observant les "ruptures de jet" dans les courbes de lumière de rémanence : un temps après lequel la lueur de rémanence, qui diminue lentement, commence à s'estomper soudainement, car le jet ralentit et ne peut plus émettre son rayonnement aussi efficacement. Les observations suggèrent une variation significative de l'angle du jet entre 2 et 20 degrés.

Comme leur énergie est fortement rayonnée (très étroite), les rayons gamma émis par la plupart des rafales ratent la Terre et ne sont jamais détectés. Lorsqu'une salve de rayons gamma est dirigée vers la Terre, la focalisation de son énergie le long d'un faisceau relativement étroit fait apparaître la salve beaucoup plus brillante qu'elle ne l'aurait été si son énergie avait été émise de façon sphérique. Si l'on tient compte de cet effet, on observe que les salves de rayons gamma typiques ont une libération d'énergie réelle d'environ ¹⁰⁴⁴ J, soit environ 1/2000 d'un équivalent d'énergie de masse solaire.

Cette énergie est comparable à celle libérée dans une supernova de type Ib/c (parfois appelée "hypernova"). Des supernovae très brillantes ont été observées à la position de certains des GRB les plus proches.