Deux étoiles à neutrons se rapprochent en spirale et entrent en collision. Naissent une onde gravitationnelle — une ondulation de l'espace-temps, un bref sursaut gamma et une lueur faible que les astronomes appellent kilonova. Mais parfois, le signal passe près d'une galaxie massive. Sa gravité agit comme une lentille : elle courbe le trajet de la lumière et des ondes gravitationnelles, créant un écho — une image répétée ou amplifiée.
Les auteurs de l'étude ont calculé à quelle fréquence les futures observatoires pourront détecter de tels événements lentillés. Les télescopes gamma, même avec une sensibilité dix fois supérieure à celle des actuels, ne verront qu'un seul sursaut tous les dix ans — environ 0,1 événement par an. C'est une infime fraction de toutes les ondes gravitationnelles lentillées. En revanche, un télescope semblable au RST (le télescope spatial romain, nommé d'après Nancy Grace Roman) pourra discerner une kilonova en lumière infrarouge jusqu'à 0,5 à 0,6 fois par an. Et une observatoire à rayons X comme ATHENA pourrait en capturer jusqu'à cinq en une décennie.
Cette approche transforme chaque fusion lentillée en mini-laboratoire. Même des événements rares promettent des mesures précises, si l'on sait où chercher. Les scientifiques ont proposé une stratégie : d'abord détecter l'onde gravitationnelle avec les détecteurs Cosmic Explorer et Einstein Telescope, puis pointer les télescopes vers les galaxies-lentilles déjà connues dans la même région du ciel. Cela augmente les chances de voir une kilonova faible dans 15 à 30 % des cas.
Une kilonova brille mille fois plus qu'une nova classique, mais cent fois moins qu'une supernova — et s'éteint en quelques jours. La trouver sans pointage précis est presque impossible.
Dans la nouvelle « La lumière de la Terre lointaine », des astronomes captent un signal déformé par la gravité provenant d'une civilisation extraterrestre — mais là, la lentille agit comme un miroir déformant, alors qu'ici, elle est un instrument de précision.