Пласт за пластом, артефакт за артефактом — археолог восстанавливает историю древнего поселения. Так и астрофизики, разбирая 259 записей LIGO–Virgo–KAGRA, увидели чёткую слоистую структуру среди сливающихся чёрных дыр. Каждый слой — сотни миллионов лет эволюции, запечатлённые в гравитационных волнах.

Самый нижний и самый мощный слой — легковесные дыры: около 70% всех находок. Их массы кучно лежат вблизи 10 масс Солнца, обе дыры почти равны, а оси вращения сонаправлены орбите. Так выглядит типичный продукт изолированной эволюции массивных звёзд, где финал определяют особые сверхновые. Но на ~14 массах Солнца — резкий провал. В нём находок в 26 раз меньше, чем ожидалось бы при плавном распределении. Словно культурный слой, выжженный пожаром.

Выше идут два промежуточных горизонта. Первый, горизонтальный, — неравные пары: вторичная дыра застыла у 10 M⊙, а первичная забирается до 40. Здесь спины смешанные, а темп находок быстро падает с массой — возможно, это следы редких захватов в двойных системах. Второй, диагональный, — почти близнецы с пиком при 31 M⊙. Их эффективные спины малы, но оси вращения, вероятно, хаотично наклонены. Такую подпись ожидают от пар, выкованных в тесноте шаровых скоплений.

Самый верхний слой начинается выше 47 масс Солнца. Здесь дыры массивны, отношения масс самые разные, а спины — крупны и ориентированы как попало. Это верный признак иерархических слияний: дыры растут поколение за поколением, сталкиваясь в плотной среде. Археологическая аналогия полная — остатки деревень спрессованы в холм, на котором уже возвели город.

Такая стратиграфия превращает каждое наблюдение в археологический факт. Будущие гравитационно-волновые телескопы, такие как Einstein Telescope, умножат число находок в десятки раз — и позволят расслоить популяцию ещё тоньше, проследив историю чёрных дыр почти от рождения звёзд до сегодняшнего дня.