ثقبان أسودان يدوران في رقصة متقاربة، وحولهما يولد شيء مذهل: جزيء ثقالي. سحابة من البوزونات فائقة الخفة، وهي جسيمات كتلتها أقل من إلكترون فولت، تغلف الزوج مثل سحابة إلكترونية في أيون H2+. لكن الدور الذي تلعبه النوى هنا تلعبه الثقوب السوداء، والدور الذي يلعبه الإلكترون يلعبه حقل موزع على عشرات الكيلومترات. هذه الرقصة ليست مثالية: الجزء الداخلي من الجزيء يدور بتناغم مع المدار، بينما يتخلف الجزء الخارجي، ونتيجة لذلك تتطاير شرارات: بوزونات تغادر الحالة المرتبطة. يسمي الفيزيائيون هذه العملية بالتأين.

في السابق، كان من غير الواضح كيف تتصرف هذه السحابة عندما تكون كتلتا الثقبين الأسودين متشابهتين. قام الباحثون بمحاكاة الرقصة على حاسوب فائق: أخذوا كتلتين متساويتين، ومسافة تعادل 20 كتلة ثقب أسود، وكتلة بوزون تساوي 0.2 بوحدات كتلة الثقب الأسود. حصلوا على نصف قطر بور مقداره 25M، وهو الحجم المميز للذرة الثقالية. اتضح أن المنطقة الداخلية حتى نصف المسافة بين الثقبين تدور مع المدار، بينما تتخلف المنطقة الخارجية. تظهر قمم التأين في الطيف عند ترددات مزاحة عن الحالات المرتبطة بمضاعفات صحيحة للتردد المداري. بالنسبة للمدارات الدائرية، يهيمن نمط واحد، بينما بالنسبة للمدارات اللامركزية، يهيمن نمط آخر بسعة تنمو كقوة للاختلاف المركزي.

هذا الاكتشاف يغير صورة تطور الثقوب السوداء الثنائية. يمكن أن يسحب التأين الطاقة والزخم الزاوي أسرع من إشعاع الموجات الثقالية، خاصة في المراحل المبكرة. في طيف الخلفية العشوائية للموجات الثقالية، يجب أن يظهر انحناء مميز عند تردد حوالي 2.8 نانوهرتز للمعلمات النموذجية. يمكن البحث عن هذه البيانات اليوم بالفعل في ملاحظات مصفوفات توقيت النجوم النابضة. هذه خطوة نحو حل لغز الفرسخ الأخير: كيف تتغلب الثقوب السوداء الثنائية فائقة الكتلة على الفرسخ الأخير وتندمج. قد يكون تأين الجزيئات الثقالية هو الآلية التي تسرع الاندماج.

تستمر رقصة الثقوب السوداء وسحابة البوزونات، وكل بوزون يغادر هو شرارة تحمل الطاقة. يذوب الجزيء، وينكمش المدار، وفي النهاية يندمج الثقبان الأسودان في كيان واحد. ستحمل الموجات الثقالية الناتجة عن هذا الاندماج إلينا ذكرى الرقصة، وربما في طيفها سنرى أثر الجزيء الثقالي.