La revue Nature publie une nouvelle étude à laquelle Antonio de Ugarte Postigo – du laboratoire Artemis (Observatoire de la Côte d'Azur-Université Côte d'Azur-CNRS) – a participé, permettant de lever le voile sur un long sursaut gamma observé en mars 2023 par le satellite Fermi, (GRB 230307A), environ 1000 fois plus puissant que les sursauts habituels observés depuis 50 ans.
Cette puissance exceptionnelle a provoqué dès le lendemain, une campagne d’observation multi-longueur d’ondes depuis le sol, pendant 41 jours. Le sursaut était rapidement localisé à proximité d’une galaxie située à moins d’un milliard d’années-lumière de nous. Il était alors possible de suivre l’évolution de son éclat, en particulier avec les télescopes de l’European Southern Observatory (ESO) au Chili. L'affaiblissement rapide de son éclat et son changement de couleur du bleu au rouge étaient similaires au sursaut gamma de 2017 qui avait été détecté aussi en ondes gravitationnelles (GW170817). Les observations menées alors depuis le sol par près d’une centaine d’équipes, avaient permis d’identifier un nouveau type d’explosion, appelée « kilonova », résultant de la collision de deux étoiles à neutrons. Ces deux étoiles à neutrons, lors du choc, expulsaient une grande quantité de matière très chaude et riche en neutrons, qui devenait le siège de la fabrication d’atomes parmi les plus lourds. Ceux-ci étaient décelés par une émission infrarouge rémanente caractéristique de ces atomes.
Afin de poursuivre l’observation des résidus de l’explosion extrêmement brillante, la collaboration demandait de pouvoir utiliser les nouvelles capacités disponibles dans le ciel avec le James Webb Space Telescope (JWST). Le 5 avril 2023, 29 jours après l’explosion, le JWST était pointé dans la direction du sursaut. Dans la lumière infrarouge reçue par le JWST, on distingue nettement à 2,1 microns la présence de rayons caractéristiques des atomes de tellure. La synthèse de tellure est prévue par la modélisation de physique nucléaire en présence d’un flux très important de neutrons, et cet atome possède cette particularité intéressante de se désexciter lentement, pendant plusieurs jours, en émettant des photons de 2,1 microns de longueur d’onde. C’est la première fois que la création d’un élément aussi lourd est observée, ce qui confirme les modèles de kilonova... Mais le fait que l'émission gamma ait duré si longtemps (35 secondes) est peu compréhensible dans ce cadre.
Heavy element production in a compact object merger observed by JWST, A Levan et al, Nature,2023
