Si un trou noir tourne rapidement, il peut retenir autour de lui un nuage de particules ultra-légères – si légères que leur masse s'évanouit presque. Ensemble, elles s'organisent en couches, comme les électrons dans un atome, mais ici c'est la gravitation qui joue le rôle des forces électriques. Cette structure accumule de l'énergie, telle un ressort tendu.

Une onde gravitationnelle qui traverse ce système – une ondulation venue d'une collision cosmique lointaine – secoue le nuage. Les particules chutent alors toutes ensemble vers des « orbites » plus basses, émettant une impulsion gravitationnelle cohérente, bien plus puissante que celle qui les a réveillées. Elle arrive avec un net retard et se signale par une forme particulière. Rebondissement inattendu : chaque telle éjection freine la rotation du trou noir – il ralentit légèrement.

Les nuages de ce type de particules sont un candidat idéal pour la matière noire, cette substance invisible qui remplit l'Univers. En captant cet « écho » caractéristique, les futurs détecteurs d'ondes gravitationnelles (comme l'observatoire spatial LISA) pourraient enfin prouver que la matière noire existe. Cette idée, inspirée des travaux de Stephen Hawking et Kip Thorne, transforme les trous noirs en laboratoires géants.