Два тяжёлых шара кружатся не по ровному кругу, а по сильно сплюснутому овалу — то сближаются, то разлетаются. Примерно так ведут себя пары чёрных дыр с вытянутыми орбитами. В отличие от спокойных пар, которые постепенно сближаются и сливаются, эти танцоры сохраняют память о бурной юности: о том, как их вытолкнули из звёздных скоплений или заставили кружиться близкие соседи.

Астрофизики построили компьютерную модель, чтобы понять, сколько таких пар можно будет услышать с помощью будущего космического детектора гравитационных волн LISA. Модель учла три главных источника. Первый — пары, выброшенные из плотных шаровых скоплений. Второй — пары, раскачанные пролетающими звёздами в диске Галактики. Третий — пары, чьи орбиты вытянулись под действием далёкого третьего тела (эффект Козаи-Лидова). Оказалось, что в Млечном Пути за десять лет наблюдений можно заметить около трёх десятков таких объектов. За пределами нашей Галактики, в других галактиках, счёт идёт на сотни, но только если сигнал совсем слабый. При строгих критериях отбора остаются единицы.

Самое интригующее — такие «аккорды» могут обмануть детектор. Если анализировать сигнал, считая его простым и круговым, можно сильно ошибиться в оценке массы пары. Поэтому авторы работы разработали специальный инструмент LEAP, который помогает правильно расшифровывать эти сложные сигналы. Они также проверили, что современные формулы ньютоновской физики с поправками Эйнштейна надёжно описывают такие орбиты для чёрных дыр звёздных масс. А значит, мы готовы к будущим открытиям.

Так что вытянутые орбиты — не просто космическая диковинка, а повсеместное явление, которое станет одной из главных целей для гравитационно-волновых обсерваторий следующего поколения. И когда детектор LISA начнёт свою работу, он будет слушать не только ровное гудение круговых пар, но и сложные аккорды тех самых «сплюснутых овалов», с которых начался наш рассказ.