Слияние двух нейтронных звёзд — это не просто столкновение. Ещё до касания они деформируют друг друга приливными силами, и эта деформация зависит от того, насколько «мягкая» или «жёсткая» материя внутри. Жёсткая материя сопротивляется сильнее, мягкая — легче меняет форму. Разница проявляется в частоте и фазе гравитационной волны, которую ловят детекторы.

Авторы работы взяли два разных описания вещества нейтронной звезды (уравнения состояния) и проверили, насколько громким должен быть сигнал, чтобы сеть из трёх детекторов — гравитационных волн Einstein Telescope и двух Cosmic Explorer — могла надёжно сказать, какое описание верное. Они использовали байесовский анализ и перебрали сотни тысяч вариантов сигнала для разных масс звёзд и разных контрастов деформируемости. Результат оказался на удивление стройным: разница в «убедительности» моделей (логарифм отношения свидетельств) растёт как степень громкости сигнала с показателем около 1.8–1.95. Сама же громкость — это отношение сигнал/шум (SNR).

Такой закон удалось вывести из простого соображения: разница в свидетельствах пропорциональна квадрату произведения контраста деформируемости на SNR. И когда учёные откалибровали формулу на трёх конфигурациях, она предсказала необходимую громкость для четвёртой с точностью до 0.3%. Это значит, что ещё до начала наблюдений можно оценить, сколько слияний нужно зарегистрировать, чтобы закрыть вопрос о веществе нейтронных звёзд.

Так приливный отпечаток становится ключом к самой плотной материи во Вселенной. И чем громче звучит гравитационная волна, тем яснее проступает этот отпечаток.