Где-то в глубинах космоса две сверхмассивные чёрные дыры кружатся друг вокруг друга. Их танец не плавный — орбита вытянута, словно резиновый жгут, который то натягивается, то сжимается. Каждый такой оборот рождает рябь в ткани пространства-времени — гравитационные волны. Они расходятся во все стороны и спустя миллионы лет достигают Земли, растягивая и сжимая её на величину меньше атомного ядра.

Астрономы пытаются уловить этот шёпот с помощью сетей радиотелескопов — пульсарных тайминговых массивов. Они следят за десятками пульсаров (быстро вращающихся нейтронных звёзд, чьи импульсы приходят строго по расписанию). Если между пульсаром и Землёй проходит гравитационная волна, ритм сбивается. Главная добыча — непрерывный сигнал от одной пары чёрных дыр, особенно если их орбита далека от идеального круга. В новом исследовании учёные проверили, как такой сигнал можно выделить на фоне общего шума, создаваемого сотнями тысяч далёких двойных систем.

Оказалось, что на высоких частотах, когда чёрные дыры проносятся близко друг к другу, их индивидуальные массы можно измерить довольно точно. Это похоже на взвешивание двух стремительно вращающихся волчков по издаваемому ими свисту. Но на низких частотах сигнал почти неотличим от общего фона — словно пытаться расслышать голос одного певца в огромном хоре. Авторы работы написали программу, которая работает на видеокартах и ускоряет сложные вычисления. Это позволит в будущем быстрее обрабатывать реальные данные и, возможно, впервые поймать такую эксцентричную пару.