Un rayon de lumière passant près d'un corps massif le contourne, comme un coureur contourne le virage d'un stade. Pour une étoile à neutrons, cet angle de déviation est généralement considéré comme identique à celui d'une masse ponctuelle. Mais si l'étoile est enveloppée d'un halo invisible de matière noire, le tableau change : la lumière traversant le halo est déviée plus faiblement que ne le prédit la masse totale. Cette atténuation est comme un voile qui diffuse légèrement le regard, et sa transparence permet de deviner ce qui est caché.
Les auteurs ont construit un modèle d'étoile où la matière ordinaire et la matière noire coexistent comme deux fluides n'interagissant que par la gravité. Pour des particules de matière noire légères, la pression les gonfle en un halo étendu au-delà de la surface visible de l'étoile. Ensuite, ils ont calculé l'angle de déviation de la lumière en utilisant un théorème géométrique reliant la courbure de l'espace à la masse à l'intérieur du cylindre. Il s'avère que le déficit de déviation est maximal à la frontière de la surface visible et diminue vers le bord du halo.
La forme de la courbe de déviation n'est pas un simple nombre, c'est une carte. Dans le plan « fraction de matière noire – rayon du halo », les contours de déficit s'inclinent et séparent différentes équations d'état de la matière ordinaire. Un noyau rigide de 13 km de rayon et un noyau standard de 10 km donnent des traces différentes. C'est une méthode géométrique pour distinguer la matière noire de l'incertitude en physique nucléaire.
Auparavant, la déviation de la lumière était calculée pour des profils de matière noire superposés, sans se demander s'ils étaient physiquement réalisables. Ici, le halo émerge comme une solution des équations de structure de l'étoile, et le lentillage reflète la même microphysique que la masse, le rayon et la déformabilité de marée. C'est une vérification croisée indépendante pour les configurations dérivées des observations des ondes gravitationnelles. Le voile cesse d'être une simple décoration, il devient un instrument de mesure.
L'angle de déviation de la lumière par une étoile à neutrons avec un halo sombre, pour un paramètre d'impact égal au rayon du halo, est d'environ 16 degrés, ce qui est bien supérieur à la déviation de la lumière par le Soleil (1,75 seconde d'arc).