En algún lugar del centro de una galaxia gira un agujero negro. No flota en el vacío: a su alrededor hay un enjambre invisible de partículas de materia oscura. Hasta ahora, ese enjambre se describía para agujeros estáticos, pero en realidad los agujeros siempre rotan. Los autores de este nuevo trabajo han construido por primera vez una imagen unificada para un agujero negro en rotación dentro de una nube de densidad arbitraria.

Tomaron una solución esférica simple y, mediante el algoritmo de Newman–Janis, la "hicieron girar". Obtuvieron un agujero negro similar al de Kerr, pero con una corrección debida al entorno. Y entonces descubrieron algo extraño. En un agujero en rotación ordinario, en el centro se esconde una singularidad: un punto donde las leyes de la física se rompen. Pero si el perfil de la materia oscura es suficientemente suave (índice γ menor o igual a dos), esa catástrofe de curvatura desaparece. El espacio-tiempo permanece liso incluso en el núcleo.

Luego, los autores estudiaron cómo afecta la materia oscura al espectro de oscilaciones alrededor del agujero. Para ello, "colocaron" junto al agujero un campo escalar de prueba, algo así como un fondo omnipresente de partículas ligeras. Resultó que la nube de materia oscura actúa como un resorte que presiona: cuanto más densa es, o más agudo es su pico central, más fuertemente están ligadas las partículas al agujero y más rápido pierden energía.

El efecto más llamativo tiene que ver con la superradiancia. Un agujero en rotación puede transferir energía a las ondas, amplificándolas, como un columpio que se balancea con tus movimientos. Pero la materia oscura estrecha la "ventana" para esa amplificación y reduce su pico. Un halo denso amortigua la superradiancia, como un cancelador de ruido. Y si el agujero se baña en un campo térmico de partículas, la eficiencia para extraer energía cae aún más a altas temperaturas y con perfiles de densidad agudos. Una nube fría y difusa alrededor del agujero es la mejor aliada para extraer energía.