Les neutrinos sont des particules élémentaires surnommées à juste titre « fantômes » : ils n'interagissent presque pas avec la matière, ce qui rend leur détection extrêmement difficile. L'existence des neutrinos a été prédite par Wolfgang Pauli, et c'est Enrico Fermi qui leur a donné leur nom. Ces particules naissent dans des processus astrophysiques extrêmes – par exemple lors des explosions de supernovae ou au voisinage des trous noirs de notre Galaxie – et traversent sans encombre les planètes et les étoiles. Pour les attraper, un télescope à neutrinos, Baikal-GVD, a été déployé dans les eaux du lac Baïkal. Le principe de détection est le suivant : lorsqu'un neutrino entre enfin en collision avec un atome d'eau, il naît une particule chargée, un muon, qui, se déplaçant dans l'eau plus vite que la lumière dans ce milieu, produit un faible éclair de rayonnement Tcherenkov. Les capteurs optiques sensibles du télescope détectent même les photons individuels de cette « petite lumière », permettant de reconstituer la direction et l'énergie du neutrino d'origine.

En cinq ans d'observations, les astrophysiciens ont analysé 92 régions de la sphère céleste suspectées de contenir des sources de neutrinos de haute énergie. Le principal critère de sélection des événements était la direction d'arrivée des muons : les chercheurs cherchaient ceux qui se déplaçaient de bas en haut – seuls des neutrinos ayant traversé toute la Terre pouvaient les produire, ce qui éliminait les particules de bruit de fond atmosphérique. Aucun signal brillant et statistiquement significatif n'a été détecté, mais les chercheurs ont déterminé les limites supérieures des flux de neutrinos pour chacun des objets – c'est-à-dire combien de neutrinos n'arrivent certainement pas. Le seul faible indice de dépassement du bruit de fond provient de l'amas stellaire massif Westerlund 1. Un tel résultat négatif n'est pas un échec, mais un outil précieux pour l'astrophysique : en sachant où les particules fantômes ne sont pas, nous réduisons le champ de recherche et augmentons nos chances de repérer celles qui se cachent encore dans les données.