Lorsque deux trous noirs fusionnent, l'espace est secoué par des ondes gravitationnelles, et le trou noir nouvellement né reçoit une puissante impulsion, comme un canon qui tire. Au centre des galaxies, il tombe souvent dans un disque de gaz — un nuage de matière en rotation, semblable à une cible.
Un impact direct transperce le disque de part en part, éteint temporairement les jets de plasma surchauffé, mais chauffe le gaz jusqu'à l'éruption. Un impact oblique fait ricocher le trou noir : il plonge dans le disque et en ressort, créant une série d'éclairs pulsés. Ces scénarios se distinguent par la nature du rayonnement — des ondes radio aux rayons X — ce qu'étudie la spectroscopie.
Les premiers calculs ont été faits par Albert Einstein et Karl Schwarzschild. Les modèles modernes avec champs magnétiques ont montré que le rebond peut être si fort que le trou noir s'échappe de la galaxie pour toujours. Pour détecter ces trous noirs errants, des détecteurs ont été construits, auxquels Rainer Weiss a participé.
La fusion de deux trous noirs émet en une fraction de seconde, sous forme d'ondes gravitationnelles, plus d'énergie que notre Soleil n'en émettra durant toute sa vie de 10 milliards d'années.