Au cours d'une nuit d'octobre 1604, apparaît dans le ciel une « stella nova » (étoile nouvelle), brillante comme Jupiter. Visible de jour pendant plusieurs semaines et de nuit pendant plus d'une année, cet événement est rapporté par des astronomes européens, chinois, coréen, et arabes, et en particulier par Kepler qui en donne la meilleure description. Cette supernova, baptisée Kepler, est la dernière de notre galaxie à avoir été observée à l'œil nu.
L'explosion d'une étoile massive en fin de vie (supernova) engendre une onde de choc qui se propage à plus de 5.000 km/s pendant plusieurs siècles. Elle est considérée comme la principale source de rayons cosmiques, composés de 99 % d'ions et d'un pourcent d'électrons accélérés à haute énergie.
Des chercheurs de l'Irfu ont étudié l'émission gamma du vestige associé à la supernova historique Kepler. Pour cela, ils ont analysé pas moins de douze années d'observations à l'aide du Large Area Telescope (LAT) embarqué à bord du satellite Fermi de la NASA qu'ils ont comparées aux observations dans les autres domaines d'énergie (radio, infrarouge, optique et rayons X).
Ils attestent d'une accélération de particules efficace dans ce vestige : 5 à 10 % de l'énergie cinétique de l'explosion sont en effet transférés aux particules traversant l'onde de choc. L'émission gamma de haute énergie relevée par Fermi-LAT provient en grande part de l'interaction des ions accélérés et du gaz présent derrière l'onde de choc (dans le milieu « circumstellaire »).
Un paramètre échappe cependant aux astrophysiciens pour comprendre l'émission de très haute énergie du TeV (téraélectronvolt, soit 1012 eV) : l'amplitude du champ magnétique dans lequel évoluent les particules accélérées.
Dans le cas d'un champ supérieur à 100 μgauss, les rayons gamma dans la gamme du TeV proviendraient également d'ions accélérés en interaction avec le milieu circumstellaire comme les rayons gamma du GeV (gigaélectronvolt, soit 109 eV) détectés par Fermi-LAT.
En revanche, si le champ est inférieur à 100 μGauss, deux processus d'émission différents impliquant des électrons (émission « Compton inverse ») ou des ions (émission « Π° ») pourraient coexister et la région d'émission des rayons gamma du TeV pourrait être différente de celle du GeV.
Les prédictions de ces deux modèles pourront bientôt être testées avec le futur réseau de télescopes au sol en rayons gamma de très haute énergie, le Cherenkov Telescope Array (CTA), qui possède une bien meilleure sensibilité et capacité de localisation que ses prédécesseurs (expériences H.E.S.S., MAGIC, VERITAS).