Две чёрные дыры закручиваются друг вокруг друга не плавным хороводом, а как два камня, брошенных с разных берегов в глубокий омут. Их орбита похожа на сильно сплющенный овал — эксцентриситет почти единица. Когда они наконец сталкиваются, рождается мощный всплеск гравитационных волн — дрожи самого пространства. Этот «звук» умирающей пары астрономы ловят гигантскими детекторами, но расшифровать его мешает сложность: стандартные модели описывают только аккуратные, почти круговые сближения.

Авторы работы взяли 233 компьютерных симуляции из каталога RIT — каждая просчитывает слияние двух невращающихся чёрных дыр разной массы на вытянутых орбитах. Из этих данных они выделили главный тон послеконтактного «звона» — так называемую моду (2,2) — и построили для неё простую алгебраическую формулу. Она зависит всего от трёх чисел: соотношения масс дыр и двух параметров, измеренных в момент слияния, — энергии и вращательного момента системы. Результат похож на работу настройщика: вместо того чтобы каждый раз запускать тяжёлую симуляцию, можно подставить числа в готовое выражение и сразу услышать, как звучал финал.

Такую формулу можно напрямую «склеить» с моделями, описывающими сближение дыр до столкновения. Тогда получится полная картина: от первого витка до последнего затухающего отзвука. Астрономам это нужно не для праздного любопытства. Точный шаблон сигнала позволяет выудить из шума детекторов массу, расстояние и другие свойства источника — а заодно проверить, не отклоняется ли реальное искривление пространства-времени от предсказаний Эйнштейна. Ведь эксцентричные слияния — редкие гости, но именно в таких экстремальных условиях природа может показать свои скрытые карты.