В центре многих галактик прячется невидимое облако — гало из тёмной материи. Если эта материя достаточно холодная и лёгкая, она ведёт себя как сверхтекучая жидкость: течёт без трения, а любое вращение в ней закручивается в крошечные квантовые вихри — нити размером с атомное ядро. В гало шириной в тысячи световых лет таких вихрей может быть бесчисленное множество.
Когда вихри сталкиваются, они перезамыкаются — как две струйки дыма, которые на миг сливаются и расходятся иначе. Часть энергии при этом уходит в звуковые волны (тёмные фононы) и мелкую рябь. Авторы работы подсчитали, насколько этот процесс может разогревать и перемешивать вещество в ядре гало. Они взяли данные симуляций и приложили их к восьми карликовым галактикам-спутникам Млечного Пути — таким, как галактика Драко или Скульптор.
Результат оказался скромным: даже при самых щедрых оценках вихри передают ядру лишь малую долю процента его энергии. Скорость движения вещества меняется не сильнее, чем на 2,3%. Если же вихрей в ядре нет вовсе, то и нагрева нет. Так что вихревая тёмная материя остаётся почти такой же холодной и спокойной, как её представляли раньше.
Квантовый вихрь в сверхтекучей тёмной материи — это, по сути, крошечный смерч, в котором вещество не вращается как целое, а движется только вокруг тончайшей сердцевины.