Звезда кружит вокруг вращающейся чёрной дыры, словно фигуристка в центре катка. Пока она далеко и её можно считать точечной массой, танец остаётся предсказуемым: орбита подчиняется чётким законам небесной механики, как музыка, по которой легко скользить. Но стоит ей приблизиться, и гравитация начинает действовать неравномерно. Приливные силы — разность гравитационного притяжения на разных участках тела — растягивают звезду, превращая её из точки в вытянутое деформированное тело.
С этого момента каждый круг становится непредсказуемым. Малейшее изменение в начале пути приводит к совершенно разным траекториям — это и есть хаос. Авторы работы доказали математически: у деформированной звезды больше нет постоянной величины (интеграла движения), которая раньше помогала точно рассчитывать орбиту. Компьютерные расчёты подтверждают картину: в фазовом пространстве появляются запутанные слои, чувствительность к начальным условиям и причудливые границы, похожие на береговую линию со множеством заливов.
Открытие меняет подход к будущим наблюдениям. Детекторы гравитационных волн, такие как LISA, будут улавливать сигналы от пар, где маленькая звезда или чёрная дыра падает на большую. Если не учитывать хаос, можно неверно истолковать полученные данные — словно пытаться угадать мелодию по шуму. И тогда танец, начавшийся на катке, обернётся какофонией, в которой теряется смысл.
Хаос в движении небесных тел — не редкость. Например, вращение Гипериона, спутника Сатурна, настолько беспорядочно, что его невозможно предсказать даже на несколько дней вперёд.
В фильме «Интерстеллар» приливные силы на планете Миллер вызывают гигантские волны, но там хаос орбиты не показан — планета движется по чёткому маршруту.