Au centre de notre Galaxie se trouve un trou noir supermassif autour duquel gravitent des étoiles. Leur mouvement évoque une ronde : certaines filent sur des orbites allongées, d'autres sur des orbites presque circulaires. Si de la matière noire invisible est présente près du trou noir, elle déforme légèrement ces orbites, comme une main invisible qui pousserait l'étoile de côté.
Les auteurs de l'étude ont calculé comment différents profils de distribution de la matière noire affectent le décalage du point de l'orbite le plus proche du trou noir — le périastre. Pour l'étoile S2, qui boucle son orbite en 16 ans, l'effet s'est avéré négligeable : son orbite est trop proche du trou noir, et la gravité de celui-ci domine totalement. En revanche, les étoiles sur des orbites plus larges et moins allongées ressentent davantage la matière noire. Leur périastre se déplace de fractions microscopiques de seconde d'arc — à peu près l'épaisseur d'un cheveu humain vu d'une distance de mille kilomètres.
Les instruments actuels sont déjà capables de détecter de tels décalages. L'instrument GRAVITY sur le Très Grand Télescope et le futur Télescope de trente mètres (TMT) pourront non seulement observer l'effet, mais aussi distinguer différents profils de matière noire. C'est important, car la distribution de la matière noire au centre de la Galaxie raconte comment notre système stellaire s'est formé il y a des milliards d'années.
L'étoile S2, à son point le plus proche du trou noir, atteint une vitesse de 7650 kilomètres par seconde — soit 2,5% de la vitesse de la lumière. Même à cette vitesse, la matière noire n'affecte presque pas son orbite.
Dans le roman « Hyperion » de Dan Simmons, le trou noir au centre de la Galaxie sert de portail — ici, les étoiles qui l'entourent fonctionnent comme des détecteurs de matière invisible.