Un sursaut gamma est une brève mais extrêmement puissante éruption de lumière, comme celles qui naissent lors de la fusion d'étoiles à neutrons ou de l'effondrement d'une étoile massive. À l'intérieur d'une telle éruption, des flux de plasma se déplacent à une vitesse prodigieuse et entrent en collision les uns avec les autres. L'onde de choc issue de la collision échauffe la matière, qui se met alors à briller : c'est ainsi que naît le rayonnement que nous captons sur Terre.

Pendant longtemps, les scientifiques n'ont pas pu calculer précisément comment la lumière naît à l'intérieur d'un sursaut gamma. Le problème tient au fait que ce rayonnement exerce lui-même une pression sur le plasma et modifie son mouvement, un peu comme une lampe de poche pousserait un brouillard. Les auteurs de cette nouvelle étude ont construit pour la première fois un modèle informatique qui prend en compte cette influence mutuelle dans tous ses détails. Ils ont suivi le parcours des ondes de choc depuis leur naissance jusqu'à la sortie de la lumière vers l'extérieur.

Le résultat a surpris : l'onde de choc inverse (celle qui se déplace en arrière dans le flux incident) continue de « briller » même là où le plasma est déjà presque transparent au rayonnement. Auparavant, on pensait qu'à de tels endroits, la lumière n'affectait plus la matière. Il est désormais clair que cette influence persiste plus longtemps qu'on ne le croyait. La lumière n'est pas diffusée sur une surface nette unique, mais sur une large gamme de distances, comme un brouillard qui diffuse les phares non pas en un point précis, mais sur toute son épaisseur.

Au final, le spectre du rayonnement obtenu ressemble à celui des véritables sursauts gamma : beaucoup de photons de basse énergie et moins de photons de haute énergie. Cela signifie que le modèle décrit correctement la physique à l'intérieur de l'éruption. Comprendre ces processus aidera à mieux déchiffrer les signaux provenant de lointaines catastrophes dans l'Univers.