Lorsque des trous noirs ou des étoiles à neutrons fusionnent, ils font vibrer l'espace, émettant des ondes gravitationnelles — un gazouillis prédit par Albert Einstein. Des détecteurs comme LIGO capturent cette sonnerie cosmique, dont la hauteur encode les masses. Pourtant, il existe un intervalle silencieux dans l'échelle cosmique : les objets de 2 à 5 masses solaires ne sont presque jamais entendus. Ce fossé de masse inférieur se situe entre les étoiles à neutrons les plus lourdes et les trous noirs les plus légers.
GWSkyNet-MassGap, un réseau de neurones, écoute le gazouillis des ondes gravitationnelles et détermine si une fusion implique une étoile à neutrons ou un objet du fossé — comme identifier les instruments d'un orchestre. Il est précis pour les signaux forts, mais peut se tromper sur la répartition des masses dans les signaux faibles. Si des étoiles à neutrons entrent en collision, les télescopes capturent une kilonova forgeant de l'or ; les fusions de trous noirs restent sombres. En fouillant les catalogues d'ondes gravitationnelles, il met en lumière des candidats rares. Le fossé pourrait cacher des surprises — peut-être des fantômes de matière de quarks qui ne sont ni étoiles ni trous.
Un morceau d'étoile à neutrons de la taille d'un sucre pèserait plus lourd que le mont Everest, ce qui en fait la matière la plus dense connue dans l'univers en dehors d'un trou noir.