Au centre de nombreuses galaxies se cache un nuage invisible : le halo de matière noire. Si cette matière est suffisamment froide et légère, elle se comporte comme un superfluide : elle s'écoule sans frottement, et toute rotation s'y enroule en de minuscules vortex quantiques — des filaments de la taille d'un noyau atomique. Dans un halo large de milliers d'années-lumière, ces vortex peuvent être innombrables.
Lorsque les vortex se rencontrent, ils se reconnectent — comme deux filets de fumée qui se fondent un instant puis se séparent différemment. Une partie de l'énergie est alors dissipée en ondes sonores (phonons sombres) et en petites ondulations. Les auteurs de l'étude ont calculé à quel point ce processus peut réchauffer et mélanger la matière au cœur du halo. Ils ont pris des données de simulations et les ont appliquées à huit galaxies naines satellites de la Voie lactée, comme la galaxie du Dragon ou le Sculpteur.
Le résultat est modeste : même avec les estimations les plus généreuses, les vortex ne transmettent au noyau qu'une petite fraction d'un pour cent de son énergie. La vitesse de la matière ne change pas de plus de 2,3 %. Si les vortex sont totalement absents du noyau, il n'y a pas de chauffage du tout. Ainsi, la matière noire vortex reste presque aussi froide et calme qu'on l'imaginait auparavant.
Un vortex quantique dans la matière noire superfluide est, en substance, une tornade minuscule où la matière ne tourne pas comme un tout, mais se déplace uniquement autour d'un cœur extrêmement fin.