Relevons tout d'abord que les signatures radiatives des sursauts gamma, qui résultent de phénomènes cataclysmiques liés à l’implosion d’une étoile super-massive ou à la collision d’astres compacts, "suggèrent que des ondes de choc animées de vitesses proches de celle de la lumière se sont formées au voisinage de ces objets et y ont accéléré les électrons ambiants à très haute énergie". Ce sont des chocs exotiques "car ils résultent non de collisions entre particules, comme c’est le cas sur Terre, mais de structures turbulentes électromagnétiques, cohérentes sur plusieurs centaines de kilomètres".

Ainsi, ces structures, "créées en amont par interaction entre le plasma ambiant et les particules accélérées par le choc", compriment et chauffent progressivement le plasma. Comme "l’analyse des observations radiatives suggère que les électrons atteignent alors des températures d’environ 10¹⁴ K", cette étude, relayée par l' INSU, a été conduite à "proposer un modèle théorique permettant d’expliquer ce chauffage extrême durant la traversée du choc".

Concrètement, "la différence de masse entre les ions et les électrons du plasma entraîne leur découplage lors de leur interaction avec la turbulence" de sorte que "les électrons, plus légers, sont piégés par friction sur les structures électromagnétiques, tandis que les ions, plus lourds, peuvent s’en extraire". Au bout du compte, "cette différence de charge induit un champ électrique intense qui conduit au chauffage voulu par un effet analogue à l’effet Joule", un scénario "corroboré par des simulations numériques effectuées au moyen du code CALDER du CEA-DAM sur le supercalculateur français OCCIGEN".

Ces simulations, qui ont monopolisé 8000 cœurs de calcul, pour une durée totale de 4,5 millions d’heures", jouent "le rôle d’expériences virtuelles reproduisant les conditions extrêmes de ces milieux astrophysiques".