Au cœur dense d'un amas d'étoiles, trois trous noirs s'engagent dans une danse dangereuse. Le mouvement est chaotique – les trajectoires s'emmêlent comme des pelotes de laine. Puis l'un des trous s'échappe, tandis que les deux autres restent sur une orbite allongée. Une telle paire continue de se rapprocher et finit par fusionner, engendrant une onde gravitationnelle.

Les auteurs de l'étude ont revisité le vieux problème des rencontres triples. Auparavant, on utilisait deux paramètres pour décrire l'issue, mais ils ont tout réduit à un seul : le moment cinétique total. C'est comme si, au lieu de deux boutons de réglage sur un appareil complexe, on n'en gardait qu'un, sans perte de précision. Ensuite, ils ont construit un modèle probabiliste : combien de paires, après l'éjection du troisième corps, resteront sur des orbites allongées. Ces orbites sont importantes – si les trous noirs se rapprochent sur une ellipse très allongée, leur fusion peut être détectée même à grande distance.

Les résultats ont été appliqués à un modèle d'amas d'étoiles dont la masse varie de cent mille à dix millions de soleils. Il s'avère que la proportion de fusions notablement allongées (avec une excentricité supérieure à 0,1) se situe entre 1,6 % et 3,1 % pour les détecteurs actuels. Si la sensibilité s'améliore jusqu'à 10 Hz, cette proportion passerait à 2,6–4,4 %. Plus l'amas est massif, plus de paires sont éjectées dans l'espace intergalactique avant d'avoir pu fusionner à l'intérieur.