Dans les confins obscurs de notre Galaxie, loin des amas d'étoiles brillants, se cachent des millions de trous noirs. Ils sont invisibles : ils n'émettent pas de lumière et n'absorbent pas de matière de manière notable. Les méthodes de détection classiques, conçues pour les champs stellaires denses, sont impuissantes ici. Il faut une autre approche.
Les astronomes ont proposé d'utiliser le tissu de l'espace lui-même comme détecteur. Lorsqu'un trou noir passe devant une galaxie lointaine, sa gravité agit comme une lentille : la lumière est focalisée et la luminosité de la source augmente brièvement. Mais pour remarquer cet effet, il faut une source très compacte, sinon l'amplification serait trop faible. Les cibles idéales se sont révélées être les minuscules régions d'hydrogène ionisé (régions H II) situées dans d'autres galaxies. Leur taille, d'environ dix années-lumière, correspond précisément à la taille de la lentille gravitationnelle d'un trou noir de masse stellaire.
L'indice principal se cache dans le spectre. Lorsque la lentille agit, des pics étroits apparaissent dans la lumière globale de la galaxie à certaines longueurs d'onde : les raies d'émission de l'hydrogène et d'autres éléments. Et voici l'essentiel : la gravité ne distingue pas les couleurs. Toutes les raies sont amplifiées de manière égale, conservant leurs proportions habituelles. C'est comme si quelqu'un tournait le bouton de volume sans toucher à l'égaliseur. Les sursauts réels, comme ceux des supernovae, modifient le rapport des couleurs. Le spectre trahira donc immédiatement la supercherie.
La méthode a un point faible : les régions H II les plus compactes, qui produisent la plus forte amplification, sont fortement poussiéreuses. La poussière absorbe la lumière visible, il faudra donc observer en infrarouge et en radio. Mais même avec des instruments parfaits, la probabilité de détecter un tel événement est infime : environ un par million d'années d'observation d'une seule galaxie. Cependant, le simple fait qu'une telle méthode existe donne l'espoir de cartographier la population invisible de trous noirs dans les recoins les plus désertiques de la Voie lactée.
La taille typique d'une région H II que les astronomes recherchent est d'environ 10 années-lumière. C'est à peu près la distance du Soleil à l'étoile la plus proche, mais toute cette région brille comme une sphère de néon géante.
Dans le roman « Sphère » de Michael Crichton, un signal extraterrestre s'avère être codé dans le spectre d'une étoile lointaine — ici, c'est la gravité même du trou noir qui « décode » brièvement les détails cachés des galaxies lointaines.