В центре нашей Галактики находится сверхмассивная чёрная дыра, вокруг которой кружат звёзды. Их движение похоже на хоровод: одни носятся по вытянутым орбитам, другие — по почти круглым. Если рядом с чёрной дырой есть невидимое тёмное вещество, оно слегка искажает эти орбиты, как невидимая рука подталкивает звезду в сторону.
Авторы работы рассчитали, как разные варианты распределения тёмного вещества влияют на смещение ближайшей к чёрной дыре точки орбиты — перицентра. Для звезды S2, которая делает оборот за 16 лет, эффект оказался ничтожным: её орбита слишком близка к чёрной дыре, и гравитация чёрной дыры полностью доминирует. Зато звёзды с более широкими и менее вытянутыми орбитами чувствуют тёмное вещество заметнее. Их перицентр смещается на микроскопические доли угловой секунды — примерно как толщина человеческого волоса с расстояния в тысячу километров.
Современные приборы уже способны уловить такие смещения. Инструмент GRAVITY на Очень Большом Телескопе и будущий Тридцатиметровый телескоп (TMT) смогут не только заметить эффект, но и отличить разные профили тёмного вещества. Это важно, потому что распределение тёмного вещества в центре Галактики рассказывает, как формировалась наша звёздная система миллиарды лет назад.
Звезда S2 в ближайшей к чёрной дыре точке разгоняется до 7650 километров в секунду — это 2,5% скорости света. Даже при такой скорости тёмное вещество почти не влияет на её орбиту.
В романе «Гиперион» Дэна Симмонса чёрная дыра в центре Галактики служит порталом — а здесь звёзды вокруг неё работают как детекторы невидимой материи.