В центре почти каждой большой галактики живёт сверхмассивная чёрная дыра — молчаливый гигант, вокруг которого кружат звёзды, газ и другие, менее крупные чёрные дыры. Время от времени один из этих объектов срывается со своей орбиты и начинает падать на центрального монстра по сужающейся спирали. Такое падение длится годами, и всё это время система излучает гравитационные волны — рябь пространства-времени, расходящуюся по Вселенной.
Когда таких падений много, их сигналы сливаются в непрерывный гул — гравитационно-волновой фон. Он похож на шум дождя: отдельные капли различить нельзя, но по общему звуку можно судить о силе ливня. Авторы работы выяснили, как громкость этого космического дождя зависит от того, что именно падает — чёрная дыра звёздной массы, нейтронная звезда или белый карлик, — и от того, вращается ли центральная сверхмассивная чёрная дыра. Расчёты показали: вращение усиливает общий гул примерно на один процент — как если бы дождь стал чуть звонче из-за ветра. Но главный сюрприз в другом: когда падает чёрная дыра, сигнал в десять раз мощнее, чем в случае нейтронной звезды или белого карлика. Разница — как между стуком тяжёлых капель и лёгкой моросью.
Эти результаты — не сухая статистика. Они дают настройку для будущих наблюдений: зная, как гул зависит от типа падающих объектов, можно будет по характеру фона оценить, сколько каких тел живёт в ядре далёкой галактики. Так шум дождя превращается в инструмент для чтения невидимого.
Гравитационные волны от падения объекта на сверхмассивную чёрную дыру могут длиться годами и содержать десятки тысяч витков — это самые долгоиграющие сигналы во Вселенной.
В романе «Контакт» Карла Сагана человечество получает инопланетное послание, закодированное в гравитационных волнах — возможно, природный гул от падающих звёзд однажды станет для нас таким же посланием о структуре космоса.