Dans le gaz ténu de l'espace — le plasma — on découvre parfois des particules isolées qui filent à une vitesse proche de celle de la lumière. Les accélérateurs habituels — ondes de choc ou reconnexion des champs magnétiques — ne peuvent expliquer leur énergie. Une récente simulation sur ordinateur a pointé un candidat inattendu : la pompe magnétique. Lorsqu'on comprime et détend un plasma à plusieurs reprises, l'énergie de ces pulsations ne se dissipe pas, mais est injectée dans certaines particules. À l'instar d'une pompe à vélo qui chauffe l'air à chaque coup de piston, ce « pompage » cosmique ajoute de la vitesse à chaque cycle.

Les auteurs ont reproduit sur un supercalculateur des pulsations semblables à celles qui agitent les environs des trous noirs et des étoiles à neutrons. Résultat : en seulement cinq compressions, certaines particules atteignent des vitesses proches de celle de la lumière. La distribution de leurs énergies prend une forme caractéristique avec une longue « queue » — ces sprinteurs sont rares, mais ils existent. Le secret de cette efficacité réside dans le désordre : le plasma bouillonne de petites instabilités qui transfèrent l'énergie des grands tourbillons aux particules les plus rapides. La nature suit simplement le chemin du plus grand désordre, une idée que Ludwig Boltzmann a le premier comprise.

Cette « pompe » aide à comprendre la lueur mystérieuse du gaz autour des explosions d'étoiles, dans la couronne du Soleil, dans les disques près des trous noirs et même dans les vides entre les galaxies. Les astronomes s'apprêtent à vérifier le modèle en scrutant le rayonnement de ces objets grâce à la spectroscopie.