Волны перебирают гальку на песчаном пляже. Мелкие камешки лежат плотно друг к другу, почти одинаковые по размеру. Чуть дальше от берега — россыпь покрупнее и поразнообразнее. А у самой воды, где прибой особенно силён, скапливаются самые большие и окатанные обломки. Примерно так же природа сортирует чёрные дыры по массе, когда они сливаются в пары.
В новом каталоге гравитационных волн GWTC-5 астрономы заметили, что пары чёрных дыр не случайны. Лёгкие дыры (до 15 масс Солнца) почти всегда находят себе партнёра с такой же массой и крутятся в ту же сторону, что и их орбитальное движение — словно два фигуриста, которые держатся за руки и вращаются в одном ритме. В диапазоне 18–30 солнечных масс картина резко меняется: массы партнёров могут сильно различаться, а вращение становится хаотичным — фигуристы отпускают руки и крутятся кто куда.
После 45 солнечных масс начинается настоящая «сборная солянка». И массы, и вращения разбросаны широко, и это очень похоже на то, что мы ожидаем от чёрных дыр, которые сами собраны из остатков предыдущих слияний — как если бы фигуристы сталкивались, падали, а потом вставали и продолжали танец уже втроём или вчетвером.
Такая чёткая сортировка по массе с резкими переходами подсказывает, что лёгкие и тяжёлые пары рождаются в разных «яслях». Лёгкие, скорее всего, появляются из двойных звёзд, которые всю жизнь провели вместе. А тяжёлые собираются в густых звёздных скоплениях, где чёрные дыры постоянно сталкиваются и обмениваются партнёрами. Получается, что масса — это не просто число, а метка происхождения, вроде штампа на гальке с того или иного участка пляжа.
Самая тяжёлая чёрная дыра в каталоге GWTC-5 весит как 150 Солнц — но она не могла родиться из одной звезды, потому что такие звёзды взрываются, не оставляя чёрной дыры. Значит, она собрана из нескольких меньших дыр, как снежный ком.
В романе «Спин» Роберта Уилсона астрономы замечают, что звёзды гаснут по расписанию — словно кто-то сортирует их по неведомому принципу. Здесь же сама природа рассортировала чёрные дыры по массе, и это расписание рассказывает историю их жизни.