Un tourbillon dans une rivière aspire tout ce qui l'entoure. Si l'on ajoute à l'eau un gel invisible qui s'épaissit près du tourbillon et disparaît brusquement à son bord, on obtient une idée approximative de ce qu'est un trou noir dans ce nouveau modèle mathématique. Autour de lui se trouve un nuage dense de matière noire qui s'interrompt brusquement à l'horizon des événements (la frontière au-delà de laquelle rien ne revient).

Les auteurs de l'étude sont partis de la solution pour un trou à symétrie sphérique et l'ont « mise en rotation » en ajoutant la rotation. Pour cela, ils ont utilisé une fonction de masse — une sorte de recette qui décrit comment la matière noire se répartit autour du trou. Le résultat est une géométrie où la densité de matière augmente en une pointe près de l'horizon, puis chute brusquement à zéro. Cette coupure n'est pas due au hasard : elle est cohérente avec les lois de conservation physiques. Cela signifie que la matière noire n'exerce pas une pression égale dans toutes les directions, mais se comporte comme un matériau en couches.

Ce modèle n'est pas qu'un exercice mathématique. Il permet de calculer comment la matière noire influence la rotation du trou noir et les ondes gravitationnelles produites lors de la collision de tels objets. Si un jour les détecteurs captent un signal qui diffère des prédictions pour un trou « nu », cela deviendrait une preuve indirecte de l'existence de matière noire autour de lui. En attendant, les scientifiques peuvent utiliser cette nouvelle métrique pour des simulations informatiques et pour tester des théories alternatives de la gravitation.