Lorsque deux galaxies entrent en collision, leurs trous noirs centraux entament une longue danse de rapprochement. Tant qu'ils n'ont pas fusionné en un seul, nous pouvons observer une paire de quasars — ces lueurs intenses qui s'allument lorsque les trous noirs absorbent du gaz et de la poussière. De telles paires dans le ciel ressemblent à deux phares proches l'un de l'autre, chacun éclairant depuis son propre port.
Les astronomes ont passé au crible les données de grands relevés du ciel et ont trouvé 17 de ces paires. Les sélectionner n'a pas été simple : d'abord, ils ont écarté tous les objets qui se déplaçaient légèrement sur des images prises à des moments différents. Les vrais quasars sont si lointains qu'ils semblent immobiles, comme des montagnes lointaines à l'horizon. Ensuite, pour chaque candidat, ils ont pris un spectre — décomposant la lumière en couleurs, comme un arc-en-ciel, pour vérifier que les deux sources se trouvent bien à la même distance de nous.
Parmi les 143 coïncidences fortuites, où les quasars ne font que se projeter côte à côte dans le ciel, quatre paires se sont avérées particulièrement proches — à moins de 30 kiloparsecs l'une de l'autre. C'est encore loin : la lumière mettrait cent mille ans pour aller de l'une à l'autre. Mais pour les astronomes, c'est une occasion de sonder le halo gazeux de la galaxie de premier plan grâce aux raies d'absorption dans le spectre du quasar d'arrière-plan — comme si une lampe lointaine éclairait le brouillard sur son passage.
Les 17 paires confirmées ne sont pas de simples points sur une carte. Chaque paire est un futur système binaire de trous noirs supermassifs qui, dans des milliards d'années, fusionneront en émettant des ondes gravitationnelles. En attendant, elles scintillent dans les profondeurs du cosmos, rappelant que même les plus grandes structures de l'Univers n'étaient autrefois que deux voisins qui se sont rencontrés par hasard en périphérie.
Le quasar le plus lointain parmi les paires trouvées se trouve à une distance que la lumière met environ 11 milliards d'années à parcourir — presque toute l'histoire de l'Univers tient dans ce voyage.
Dans le roman de Liu Cixin, « Le Problème à trois corps », une civilisation tente de survivre dans un système à trois étoiles ; la fusion de galaxies avec une paire de quasars est une danse cosmique encore plus chaotique.