El telescopio Webb podría haber detectado las primeras estrellas oscuras supermasivas

A partir de datos obtenidos con el telescopio Webb, un equipo de científicos sugiere en un nuevo estudio que tres objetos identificados previamente como galaxias antiguas, observados en tiempos que van desde alrededor de 320 a 400 millones de años después del Big Bang, podrían ser en realidad "estrellas oscuras", objetos teóricos mucho más grandes y brillantes que nuestro Sol, alimentados por partículas de la enigmática materia oscura.

Una investigación publicada recientemente en la revista Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS) postula que tres objetos distantes, detectadas por el Telescopio Espacial James Webb (JWST) sobre fines del año pasado y denominados JADES-GS-z13-0, JADES-GS-z12-0 y JADES-GS-z11-0, serían estrellas oscuras supermasivas y no galaxias distantes, como se han clasificado hasta el momento. 

Un camino para descubrir las características de la materia oscura

Este tipo de estrellas, aún hipotéticas, podrían aportar un gran porcentaje de las respuestas que busca la ciencia con respecto al origen y el comportamiento de la materia oscura, que junto a la energía oscura domina gran parte de la estructura del Universo. Los especialistas saben que la materia oscura existe por la influencia que ejerce sobre otros cuerpos, aunque sea imposible visualizarla porque no interactúa con la luz.

Las estrellas oscuras son objetos aún teóricos, ya que hasta hoy no se ha confirmado definitivamente su descubrimiento. Serían estrellas mucho más grandes y brillantes que nuestro Sol, que se nutren a partir de partículas de materia oscura. "Descubrir un nuevo tipo de estrella es muy interesante en sí mismo, pero descubrir que la materia oscura es la que está impulsando esto sería algo enorme", indicó en una nota de prensa Katherine Freese, científica de la Universidad de Texas en Austin, en Estados Unidos, y líder del nuevo estudio.

La materia oscura podría estar compuesta por un nuevo tipo de partícula elemental, según algunas teorías. Al colisionar, estas partículas se aniquilarían a sí mismas, depositando calor en las nubes de hidrógeno que colapsan y convirtiéndolas en estrellas oscuras, que brillan intensamente. La identificación de estrellas oscuras supermasivas es clave: abriría la posibilidad de aprender sobre la materia oscura a partir de las propiedades observadas en estas estrellas.

¿Enormes galaxias tempranas o estrellas oscuras?

Las tres “candidatas” a estrellas oscuras fueron identificadas originalmente como galaxias en diciembre de 2022 por el JWST Advanced Deep Extragalactic Survey (JADES). Mediante análisis espectroscópico, el equipo de JADES confirmó que los objetos fueron observados en tiempos que van desde alrededor de 320 millones de años a 400 millones de años después del Big Bang, convirtiéndose de esta forma en algunos de los objetos más antiguos jamás vistos en el cosmos.

“Al observar los datos de James Webb encontramos que estos objetos pueden ser galaxias tempranas que contienen millones de estrellas tradicionales, tal como se indicó en un principio. Pero también advertimos que podrían ser estrellas oscuras, ya que esta variedad de estrellas hipotéticas debería emitir suficiente luz para competir con toda una galaxia repleta de estrellas comunes”, agregó Freese en el mismo comunicado.

Ahora, nuevas observaciones de seguimiento de JWST de las propiedades espectroscópicas de los tres objetos, incluidas las caídas o el exceso de intensidad de la luz en ciertas bandas de frecuencia, podrían ayudar a confirmar si estos objetos son realmente estrellas oscuras. La existencia de este tipo de estrellas también podría resolver un problema creado por el propio telescopio Webb: parece haber demasiadas galaxias grandes en el Universo temprano, que no se ajustan a las predicciones del modelo estándar de cosmología. ¿Serán en realidad algunas de estas galaxias tempranas estrellas oscuras supermasivas?

Referencia

Supermassive Dark Star candidates seen by JWST. Cosmin Ilie, Jillian Paulin and Katherine Freese. PNAS (2023). DOI:https://doi.org/10.1073/pnas.2305762120