В мае 2020 года детекторы LIGO и Virgo зафиксировали гравитационный всплеск GW200105. Среди множества подобных гравитационных волн этот выделялся странностью: орбита столкнувшихся нейтронной звезды и чёрной дыры оказалась не идеальным кругом, а вытянутым эллипсом. Измеримый эксцентриситет — большая редкость для таких систем. Большинство из них, рождаясь из изолированных двойных, успевают излучить всю «лишнюю» энергию в виде гравитационных волн и выйти на круговую орбиту задолго до слияния. Это свойство оказалось не просто экзотикой, а настоящим увеличительным стеклом, сквозь которое детали системы видны гораздо чётче. Исследователи показали: эксцентриситет умножает информативность каждого события, превращая небольшую выборку в мощный популяционный зонд.

Возьмём эффективный спин χeff — усреднённую проекцию спинов на орбитальный момент. В круговых слияниях нейтронных звёзд с чёрными дырами лишь 22% событий уверенно указывают на отрицательное значение этой величины. Но стоит добавить эксцентриситет, как доля вырастает до 43%. Это значит: каждые два с половиной эксцентричных слияния чётко сигнализируют о том, что чёрная дыра вращается против направления орбиты — верный признак динамического происхождения пары. Аналогия с увеличительным стеклом здесь прямая: слабо различимая деталь становится контрастной и однозначной.

Улучшенные измерения масс нейтронных звёзд раскрывают их скрытую структуру. Есть гипотеза, что эти объекты группируются в два семейства с пиками около 1,3 и 1,8 солнечных масс. Обычные круговые события не могут подтвердить эту двугорбую картину даже при 30 обнаружениях. Но эксцентриситет повышает фактор Байеса — меру предпочтения модели — в 7,5 раз. Границы масс становятся точнее в два–два с половиной раза. Это прямой шаг к пониманию уравнения состояния ядерной материи — того самого «рецепта», по которому сжимается вещество в сердцевине нейтронной звезды. Ещё один фокус с увеличительным стеклом — различение моделей металличности предшественников чёрных дыр. При промежуточной металличности прародителей фактор Байеса подскакивает на 14 порядков в пользу правильного сценария, когда учтен эксцентриситет. Сам закон распределения эксцентриситета восстанавливается уже по десятку событий. Это превращает каждый сигнал в мини-лабораторию, проверяющую теорию эволюции звёзд и динамики скоплений.

Когда O5 заработает на полную мощность, а за ним вступят в строй телескопы нового поколения вроде Einstein Telescope, увеличительное стекло эксцентриситета позволит не только пересчитать популяцию, но и заглянуть в самые тёмные уголки астрофизики компактных объектов. От кругового размытого пятна к чёткому снимку — так история одной аномалии GW200105 открыла дверь к зрелой популяционной гравитационно-волновой астрономии.