La matière noire est invisible, mais sa gravité régit le mouvement des étoiles et des galaxies. C'est Fritz Zwicky qui en a parlé le premier dans les années 1930, et Vera Rubin a ensuite confirmé sa réalité. Les scientifiques soupçonnaient depuis longtemps qu'elle s'accumulait autour des trous noirs, mais sans pouvoir le prouver directement.
La nouvelle étude modélise un trou noir en rotation, entouré d'une masse visqueuse invisible — comme une gelée transparente. Cette gelée courbe doucement la courbure de l'espace-temps plus fortement que le trou noir lui-même, modifiant la trajectoire de la lumière provenant du disque incandescent qui s'y engouffre. Les chercheurs ont construit des simulations et les ont comparées aux images réelles des trous noirs supermassifs M87* et Sagittarius A*, capturées par le Télescope Horizon Événements — un réseau d'antennes radio aussi vaste que la Terre. Résultat : sans la gelée, l'ombre du trou noir apparaît floue ; avec elle, elle est nette et fine, comme sur les photos.
Étonnamment, la densité de la matière noire près de l'horizon des événements pourrait être un million de fois supérieure à la densité moyenne de l'univers. Cela transforme la substance invisible en un acteur à part entière, qui non seulement déforme la lumière, mais ralentit aussi la rotation du trou noir lui-même. Désormais, les astronomes disposent d'un outil pour « peser » l'invisible, juste au bord de l'abîme.
L'image du trou noir M87* est le fruit du travail de huit radiotélescopes, répartis de l'Antarctique à l'Europe, combinés en une antenne virtuelle de la taille de la Terre.