En 2017, les détecteurs d'ondes gravitationnelles LIGO et Virgo ont capté une ondulation de l'espace-temps provenant de la fusion de deux trous noirs à 540 mégaparsecs de nous. L'événement a été nommé GW170814. Mais qu'est-il resté de cette collision cosmique ? Outre l'espace déformé, il est possible que de minuscules trous noirs soient nés : des « miettes ». Selon les calculs de Hawking, de tels objets ne sont pas éternels : ils s'évaporent en émettant de l'énergie.

Les astrophysiciens ont décidé de vérifier si ces braises couvaient encore après le feu de la fusion. Ils ont pris les données du télescope spatial à rayons gamma Fermi-LAT sur 12 mois après GW170814 et y ont superposé les modèles de rayonnement de Hawking pour des miettes de différentes masses, de 1.8×$10^8$ à 4.0×$10^8$ kg. Chaque masse a sa propre durée de vie : de 29 à 339 jours. Si les miettes existaient, les données auraient montré une source supplémentaire de rayons gamma qui se serait intensifiée au fur et à mesure de l'évaporation.

Mais la statistique de test, un nombre indiquant à quel point le modèle avec source est meilleur que le modèle sans source, s'est avérée négative pour tous les mois et toutes les masses. Cela signifie que la source supplémentaire n'améliore pas la description des données. Aucun signal. En comparant avec le cas le moins négatif, les scientifiques ont exclu les miettes de masse 4×$10^8$ kg à un niveau de confiance de 95 %. Pour les masses plus petites, les contraintes sont plus faibles : là, les miettes auraient pu s'évaporer plus tôt ou plus tard, et leur éclat est plus facile à manquer.

Ce résultat n'est pas simplement « rien trouvé ». Auparavant, on ignorait si des miettes pouvaient naître lors de la fusion de trous noirs et si on pouvait les observer. Désormais, pour GW170814, le scénario avec une masse de 4×$10^8$ kg est écarté. La méthodologie, elle, est universelle : on peut l'appliquer à tout événement du catalogue croissant LIGO–Virgo–KAGRA. Et de nouveaux télescopes, comme l'Observatoire Cherenkov Telescope Array, élargiront l'espace des paramètres accessible et, peut-être, un jour attraperont le dernier éclat d'un trou noir en évaporation.

Ainsi, les braises de la fusion des trous noirs restent pour l'instant invisibles. Mais le simple fait que nous ayons appris à les chercher est déjà un pas en avant. Chaque nouvelle observation réduit la zone où ces objets hypothétiques peuvent se cacher et nous rapproche de la compréhension de la nature quantique de l'horizon des événements.