Чёрные дыры — тела, сжавшиеся после гибели звезды, — иногда сближаются и сливаются, испуская гравитационные волны (рябь ткани пространства-времени). Обсерватории LIGO, Virgo и KAGRA записали 259 таких событий. Как археолог, разбирая пласты древнего города, находит следы разных эпох, астрономы обнаружили среди этих слияний четыре слоя.
Самый нижний и толстый — лёгкие дыры массой около 10 Солнц. Их примерно 70% от всех. Оба партнёра почти одинаковы, вращаются в такт обращению. Выше — провал, где дыры встречаются в 26 раз реже ожидаемого. Затем идут два слоя: один — неравные пары (маленькая дыра на 10 масс, большая — до 40), другой — почти равные, с пиком около 31 массы Солнца. И на самом верху — самые тяжёлые, от 47 солнечных масс и больше, с хаотичным вращением. Это дыры, выросшие из многих столкновений.
Теперь каждый зарегистрированный всплеск становится археологическим свидетельством. Следующие наблюдательные кампании соберут ещё больше данных — и картина станет ещё детальнее.
Четыре прототипических события — GW170608, GW190412, GW150914 и GW170729 — были зафиксированы ещё в первых двух каталогах наблюдений. Лишь теперь, с накоплением данных, стало ясно, что каждое из них, вероятно, представляет отдельную эволюционную эпоху.
Иерархические слияния, где чёрные дыры растут поколение за поколением, напоминают «гиперпространственные» структуры из романа Грега Игана «Лестница Шильда», где объекты строятся путём последовательного объединения в безграничном пространстве.