Au centre de nombreuses galaxies se cachent de gigantesques trous noirs. Ils sont entourés d’un épais nuage de plasma incandescent qui émet un puissant rayonnement X. Dans une région exiguë, à quelques rayons gravitationnels seulement (c’est ainsi qu’on appelle les rayons de Schwarzschild — la limite au-delà de laquelle même la lumière disparaît), les protons sont accélérés jusqu’à des énergies monstrueuses. C’est l’entrée de l’usine naturelle.
Lorsqu’un proton accéléré percute un photon X, une réaction s’enclenche : $p + \gamma \rightarrow \Delta \rightarrow n + \pi^+$. Voici comment cela se passe : la particule delta, très éphémère, se désintègre en un neutron et un pion, et le pion se désintègre à son tour en un neutrino et un muon. Les neutrinos s’échappent, emportant une énergie de plusieurs dizaines de téraélectronvolts (c’est mille milliards de fois plus que les particules de la lumière visible). Les rayons gamma, eux, sont absorbés par le plasma dense, donnant l’impression que la source est muette. Les neutrinos deviennent la seule voix de l’usine.
Les données du télescope à neutrinos IceCube, construit profondément dans les glaces de l’Antarctique, ont révélé une image claire. Le flux de neutrinos capturés s’est avéré directement proportionnel à la luminosité en rayons X d’une région compacte ne dépassant pas dix rayons de Schwarzschild. Cela permet d’affirmer avec certitude que les principales sources de ces particules sont les noyaux actifs de galaxies, où les trous noirs transforment l’énergie de la matière en chute en faisceaux dirigés. Il est fort probable que ce soient ces usines cachées qui créent ce fond diffus de neutrinos et de rayons cosmiques extragalactiques, resté une énigme pendant des décennies. Le convoyeur fonctionne sans arrêt.
Les neutrinos sont si insaisissables que pour arrêter à coup sûr un seul d’entre eux, il faudrait une plaque de plomb d’une année-lumière d’épaisseur.