El telescopio espacial ha detectado varios objetos cósmicos que podrían ser las primeras "estrellas oscuras" jamás observadas.
James Webb stars
© NASA / ESAEstos tres objetos (JADES-GS-z13-0, JADES-GS-z12-0 y JADES-GS-z11-0) se identificaron originalmente como galaxias, en diciembre de 2022.
Un grupo de astrofísicos encontró tres objetos estelares brillantes con el telescopio espacial James Webb (JWST, por sus siglas en inglés) que posiblemente sean "estrellas oscuras". Teóricamente, estos cuerpos grandes y brillantes están alimentados por partículas de materia oscura. De confirmarse, el hallazgo podría revelar la naturaleza de la materia oscura, uno de los problemas sin resolver más profundos de toda la física contemporánea.

Las tres candidatas

Las tres estrellas oscuras candidatas (JADES-GS-z13-0, JADES-GS-z12-0 y JADES-GS-z11-0) fueron identificadas en diciembre de 2022 por el JWST. Su datación las ubica entre 320 millones a 400 millones de años después del Big Bang, lo que las convierte en unos de los objetos más antiguos jamás vistos.

"Cuando miramos los datos de James Webb, hay dos posibilidades en disputa para estos objetos", comentó Katherine Freese, directora del Instituto Weinberg de Física Teórica en EE.UU. y una de las científicas que hizo el descubrimiento. "Una es que son galaxias que contienen millones de estrellas ordinarias de población III. La otra es que son estrellas oscuras. Y lo creas o no, una estrella oscura tiene suficiente luz para competir con toda una galaxia de estrellas", explicó. En teoría, las estrellas oscuras podrían crecer hasta tener varios millones de veces la masa del Sol y ser 10.000 millones de veces más brillantes.

Resolviendo viejos problemas y contradicciones

"Descubrir un nuevo tipo de estrella es bastante interesante en sí mismo, pero descubrir que es la materia oscura la que está impulsando esto sería enorme", señaló Freese. La identificación de estrellas oscuras supermasivas abriría la posibilidad de aprender sobre la materia oscura a partir de las propiedades observadas. Confirmar la existencia de estrellas oscuras también podría ayudar a solucionar la aparente contradicción entre la abundancia de grandes galaxias demasiado temprano en el universo detectadas por el James Webb y las predicciones del modelo estándar de cosmología.

"Es más probable que haya que ajustar algo dentro del modelo estándar, porque proponer algo completamente nuevo, como hicimos nosotros, siempre es menos probable", apuntó Freese. "Pero si algunos de estos objetos que parecen galaxias tempranas son en realidad estrellas oscuras, las simulaciones de formación de galaxias concuerdan mejor con las observaciones", concluyó.

Desarrollo de las predicciones sobre las estrellas oscuras

"Predijimos en 2012 que las estrellas oscuras supermasivas podrían observarse con JWST", recordó otro de los autores del trabajo, Cosmin Ilie, de la Universidad Colgate (EE.UU.). "Como se muestra en nuestro artículo de PNAS, publicado recientemente, ya encontramos tres candidatas a estrellas oscuras supermasivas al analizar los datos de JWST para los cuatro objetos [...] de alto corrimiento al rojo [...] y confío en que pronto identificaremos muchas más", agregó.

Los científicos consideran que la materia oscura (que constituye el 25 % del universo) consiste en un nuevo tipo de partícula elemental que aún no han podido detectar. Hipotéticamente, cuando estas partículas chocan, se aniquilan a sí mismas desprendiendo más y más calor en nubes de hidrógeno. Esto evitaría que el gas colapsara hasta un núcleo lo suficientemente denso como para soportar la fusión, como ocurre en una estrella ordinaria. En cambio, la estrella oscura continuará acumulando más gas y materia oscura, volviéndose grande, hinchada y mucho más brillante que las estrellas ordinarias.