Une région des trous noirs jusqu’alors restée inaccessible pourrait désormais être étudiée. Dans une étude publiée le 24 juin 2026 dans la revue Nature, des chercheurs se sont intéressés à un événement d’ondes gravitationnelles exceptionnellement puissant, baptisé GW250114. Leur analyse leur a permis d’identifier une « onde directe » qui, selon Sizheng Ma, co-auteur de l’étude et chercheur postdoctoral à l’Institut Périmètre de physique théorique au Canada, correspond à « la partie du signal d’onde gravitationnelle produite près de l’horizon et qui transporte l’empreinte de ce mouvement vers l’extérieur à travers l’espace ».

Cette onde, jamais observée auparavant dans des données réelles, pourrait contenir des informations précieuses provenant de la zone située au plus près de l’horizon des événements du trou noir, cette frontière au-delà de laquelle rien, pas même la lumière, ne peut s’échapper. Elle offre également un aperçu inédit de ce qui se produit dans les instants qui suivent la collision de deux trous noirs. « Lorsque deux trous noirs fusionnent, ils ébranlent violemment l’espace-temps lui-même. Pendant un bref instant, la région très proche de l’horizon du trou noir nouvellement formé est emportée dans un tourbillon rapide et éphémère », a expliqué le scientifique.

Une « onde directe » difficile à détecter

Pour mener à bien leur étude, les chercheurs se sont concentrés sur l’événement GW250114, une fusion de trous noirs détectée le 14 janvier 2025 par les deux interféromètres de l’Observatoire d’ondes gravitationnelles par interférométrie laser (LIGO), situés à Hanford, dans l’État de Washington, et à Livingston, en Louisiane. « Nos travaux théoriques antérieurs prédisaient que la fusion de trous noirs devrait produire un signal d’onde directe provenant de la région proche de l’horizon », a expliqué Sizheng Ma, avant d’ajouter que « la grande question était de savoir si cet effet pouvait réellement être observé dans des données réelles ».

L’événement GW250114 a finalement fourni les conditions idéales pour tester cette prédiction. « Le signal était suffisamment fort, suffisamment net et suffisamment proche de la situation théorique dans laquelle il devrait être visible », a indiqué le chercheur. Pour tenter d’identifier cette fameuse « onde directe », les experts ont d’abord supprimé la partie la mieux comprise du signal d’ondes gravitationnelles, provenant du trou noir nouvellement formé et stabilisé après la fusion.

Ils ont ensuite étudié les données restantes afin de déterminer si elles correspondaient simplement au bruit des détecteurs ou si elles révélaient la présence d’un phénomène physique supplémentaire. Ils ont alors découvert que « le signal résiduel suivait le rythme et la décroissance attendus d’une onde façonnée par la région très proche de l’horizon du trou noir final ».

Une zone très proche de l’horizon du trou noir pourrait désormais être étudiée

Selon l’équipe de scientifiques, ces découvertes ne permettent pas encore d’observer ce qui se trouve à l’intérieur d’un trou noir, mais offrent en revanche un nouvel outil d’observation pour étudier la région située immédiatement au-delà de l’horizon des événements. « Les données relatives aux ondes gravitationnelles semblent porter l’empreinte d’une zone très proche de l’horizon du trou noir nouvellement formé, le fameux point de non-retour », a expliqué Sizheng Ma.

Selon le chercheur, les mesures analysées sont compatibles avec l’hypothèse selon laquelle l’espace-temps situé près de l’horizon est rapidement entraîné par la rotation du trou noir, tandis que le signal s’affaiblit sous l’effet de son intense champ gravitationnel. « Pour nous, le message passionnant est que les ondes gravitationnelles pourraient nous offrir une nouvelle façon d’étudier les abords d’un trou noir à partir de données d’observation réelles », a-t-il poursuivi.

À terme, cette méthode pourrait s’avérer utile pour explorer des concepts tels que la gravité quantique ou encore le paradoxe de l’information des trous noirs. « Si des effets quantiques, ou toute déviation par rapport au modèle standard des trous noirs, y laissent une empreinte mesurable, alors les ondes directes pourraient, en principe, nous aider à les rechercher à l’avenir », a-t-il conclu.