Considérés comme les phénomènes les plus énergétiques de l'Univers, les sursauts gamma résultent des plus lointaines explosions d'étoiles massives ou de la fusion d'objets compacts comme les étoiles à neutrons ou les trous noirs. Ces éclairs libèrent une quantité colossale d'énergie mais pendant une durée très fugace de parfois quelques millièmes de secondes qui complique leur détection. Or, leur étude est très importante pour mieux comprendre la formation et l'évolution de l'Univers. En effet, certains sursauts gamma ont été émis lorsque l'Univers n'avait pas encore 1 milliard d'années, et le temps que leur lumière parvienne jusqu'à nous, ils traversent plusieurs milliards d'années-lumière en se chargeant de l'empreinte des multiples époques de l'Univers.
En général, la brève et intense lueur gamma est suivie d'une émission dans le rayonnement X et en lumière visible qui peut être détectée jusqu'à quelques jours plus tard. « C'est donc tout l'objectif scientifique et technologique de Svom que de pouvoir détecter et localiser un sursaut gamma dans ces longueurs d'onde depuis l'espace, tout en activant un vaste réseau d'alerte pour les grands télescopes terrestres afin qu'ils puissent également observer le sursaut gamma. Le tout, dans une véritable course contre la montre », indique Bertrand Cordier, astrophysicien au CEA-Irfu et responsable scientifique de Svom pour la France.
Les quatre yeux de Svom, de la lumière visible aux rayonnements X et gamma
Pour ce faire, le satellite est équipé de quatre instruments dont les deux premiers sont sous maîtrise d'ouvrage du Cnes pour la France, et les deux autres sont sous responsabilité chinoise :
- ECLAIRs, télescope opérant dans la bande des rayons X et des rayons gamma de basse énergie, à masque codé et à grand champ pour couvrir un sixième de l'ensemble de la voûte céleste, et détecter les sursauts gamma en fournissant leur position avec une précision d'une dizaine de minutes d'arc (soit un tiers du diamètre apparent de la Lune) ;
- MXT, télescope observant dans le domaine des rayons X mous, à petit champ de vue (57 x 57 minutes d'arc au carré) pour détecter l'émission rémanente des sursauts gamma et en fournir la position avec une précision meilleure que 30 secondes d'arc (diamètre apparent de Jupiter) dans 50 % des cas ;
- GRM, spectromètre gamma à grand champ pour mesurer le spectre à haute énergie des sursauts gamma ;
- VT, télescope observant dans le domaine visible et le très proche infrarouge pour détecter et observer l'émission de lumière produite immédiatement après un sursaut gamma.
À noter : le CEA-Irfu a la responsabilité scientifique de Svom, de l'instrument MXT (caméra et logiciel de bord qui analysera les données reçues et dirigera en temps réel le satellite vers le sursaut détecté), du logiciel de bord de l'instrument ECLAIRs, du segment sol français et de l'instrument center de MXT. Il a aussi la responsabilité technique du développement du centre de mission scientifique hébergé au CEA Paris-Saclay. Les astrophysiciens de l'Irfu ont par ailleurs développé l'interface numérique Astro-Colibri qui permet de mettre en réseau les nombreux observatoires et de leur fournir en temps réel des informations sur les phénomènes astrophysiques transitoires, dont les sursauts gamma.
Les premières données scientifiques sont attendues à la mi-juillet, une première détection de sursauts gamma en août puis, à l'automne, la moisson scientifique depuis l'espace et le sol pourra débuter.