Le sursaut gamma GRB 221009A a brillé si intensément qu'on l'a surnommé « le plus brillant de tous les temps ». L'observatoire LHAASO a capté de lui des photons gamma d'une énergie allant jusqu'à 13 TeV — soit des milliers de fois plus que l'énergie des particules dans un appareil de radiographie. Mais le spectre a révélé une chute inattendue : aux énergies de plusieurs TeV, il y avait moins de particules que ce que prévoyait une loi de puissance lisse.
Les auteurs de l'étude ont trouvé une explication à cette cassure. Dans la boule de feu — le nuage de plasma surchauffé éjecté lors de l'explosion — les protons entrent en collision avec les photons et produisent des neutrons. Ces neutrons ne restent pas dans la boule : ils s'en échappent et percutent la matière environnante. Lors de ces collisions naissent des électrons et des positons qui, en se déplaçant dans les champs magnétiques, émettent des photons gamma. Ce « rebond » sur l'environnement produit un flux supplémentaire de photons justement dans la gamme du TeV et explique la chute observée.
Le modèle montre également que la contribution des photons gamma issus des cascades électromagnétiques intergalactiques, déclenchées par les protons primaires d'énergie ultra-haute, est limitée au début de la rémanence. Pour une intensité typique du champ magnétique dans les filaments de la toile cosmique supérieure à 1 nG, ces cascades ne peuvent pas produire un flux notable dans la gamme du TeV. C'est une contrainte importante pour comprendre comment les rayons cosmiques d'énergie ultra-haute se propagent dans l'Univers.
L'énergie de 13 TeV dans un seul photon gamma est à peu près l'énergie d'un moustique en vol, compressée dans une seule particule élémentaire.
Dans le roman « La Lumière des étoiles lointaines », les échos neutroniques de sursauts gamma lointains servent de balises pour la navigation interstellaire.