Две мёртвые звезды кружатся в последнем танце. Их сближение рождает рябь в пространстве — гравитационные волны. Но в этом танце может участвовать третий, невидимый партнёр. Его притяжение разгоняет пару, и тогда сигнал слегка меняет тон — как сирена проезжающей мимо машины.
Авторы работы учились ловить этот сдвиг тона — ускорение центра масс (по-английски LOSA). Они встроили поправку в две математические модели слияний: одну для круговых орбит с вращением, другую — для вытянутых, эксцентричных орбит. Проверка на искусственных сигналах показала: модель с эксцентриситетом честно находит ускорение, а круговая может обмануться и принять вытянутость орбиты за ускорение.
Затем учёные взяли пять реальных событий слияния нейтронных звёзд с чёрными дырами из каталога LIGO-Virgo-KAGRA. Для трёх из них ограничения на ускорение поставили впервые. Все пять в целом совместимы с нулевым ускорением. Но для события GW200105_162426 совместный анализ ускорения и эксцентриситета показал: данные плохо согласуются с тем, что оба параметра равны нулю одновременно. Это усиливает намёки на вытянутую орбиту, замеченные ранее.
Так гравитационные волны становятся не просто вестниками катастроф, а детективами, способными восстановить картину преступления: была ли пара одинока или её подтолкнул невидимый сосед.
Детекторы LIGO чувствуют изменение длины своих четырёхкилометровых плеч в тысячу раз меньше диаметра протона — это как заметить, что расстояние до ближайшей звезды изменилось на толщину волоса.
В романе «Контакт» Карла Сагана инопланетный сигнал содержит модуляцию, вызванную ускорением источника — почти как в этой работе, только для гравитационных волн.