Когда две сверхплотные звезды кружатся в тесном танце, пространство вокруг них дрожит. Эту дрожь — гравитационные волны — ловят гигантские детекторы на Земле. Но расшифровать сигнал непросто: нужно понять, с чем именно мы столкнулись — с парой чёрных дыр или нейтронных звёзд. У последних есть особый почерк — они отзываются на приливные силы партнёра, словно колокол на удар.
Однако описать этот отклик на языке общей теории относительности мешают координатные хитрости и сложная внутренняя структура звезды. Авторы работы нашли выход: они применили подход, заимствованный из физики элементарных частиц, — мировую линию в рамках эффективной теории поля. Звезда здесь выглядит как точечный объект, реагирующий на внешнее воздействие. Параллельно они решили полные уравнения внутри и снаружи звезды, аккуратно сшивая решения. Сравнение двух картин дало чёткое определение динамического приливного отклика.
Результат совпал с ожиданиями в спокойном пределе и вблизи резонансов — частот, на которых звезда вибрирует особенно сильно. Более того, метод позволил вычислить мнимую часть главного колебания, рождающуюся из-за утечки энергии в гравитационные волны. Это как измерить затухание звука колокола, по которому можно судить о его материале.
Приливные силы в тесной паре нейтронных звёзд могут разогревать их недра до миллионов градусов — даже без столкновения.