Низкий гул, идущий из-под земли, может оказаться шумом далёкой стройки, а может — отголоском древнего землетрясения. Похожая загадка встала перед астрономами, когда в 2023 году они уловили сверхнизкочастотные гравитационные волны — дрожь самого пространства-времени, бегущую сквозь Вселенную.

Эти волны, с частотами в наногерцы (один период длится годы), были обнаружены с помощью пульсарных тайминговых решёток — наблюдений за десятками нейтронных звёзд, которые вращаются с точностью атомных часов. Гравитационная волна слегка сбивает ритм этих космических маяков. Собрав данные за 15 лет, исследователи увидели общий «шум», но не могут определить, откуда он. Два главных подозреваемых: пары сверхмассивных чёрных дыр в центрах галактик, медленно сближающихся по спирали, и первозданные гравитационные волны, рождённые в первые мгновения после Большого взрыва.

Новая работа предлагает «переводчика», который по едва заметным особенностям шума сможет отличить стройку от землетрясения. Авторы разработали иерархический байесовский анализ — метод, который одновременно ищет признаки не-гауссовости (отклонения от простого случайного шума) в сигнале. Если гул создают отдельные яркие источники, например, близкие пары чёрных дыр, в данных появляются характерные всплески. Если же это первозданные волны, то шум более равномерный. Метод не просто разделяет гипотезы, но и позволяет измерить свойства популяции двойных чёрных дыр — их массы, расстояния и темп слияний.

Так космический гул перестаёт быть просто шумом и становится рассказом о невидимых гигантах, населяющих сердце каждой галактики.