Telescopio James Webb vislumbra posibles primeras "estrellas oscuras" de la historia

Durante los últimos 15 años, los científicos han estado buscando pruebas de un tipo de estrella que solo se ha planteado como hipótesis, pero que nunca se ha observado: una que no se alimenta de la fusión de átomos como el Sol y otras estrellas ordinarias, sino de una materia misteriosa llamada materia oscura.

Gracias a la capacidad del telescopio espacial James Webb (JWST) de remontarse a los albores del universo, se han identificado las primeras buenas candidatas a ser "estrellas oscuras".

"Son grandes bestias hinchadas", afirma Katherine Freese, astrofísica teórica de la Universidad de Texas en Austin y autora principal de la investigación publicada en la revista Proceedings of the National Academy of Sciences.

"Están hechas de materia atómica y alimentadas por el poquito de materia oscura que hay en su interior", añadió Freese.

¿Galaxias primitivas o estrellas oscuras?

Los tres objetos identificados como posibles estrellas oscuras datan de los primeros años de la historia del Universo: uno de 330 millones de años después del Big Bang, que puso en marcha el cosmos hace 13.800 millones de años, y los otros de 370 y 400 millones de años después del Big Bang.

Según los datos del Webb, estos objetos podrían ser galaxias primitivas o estrellas oscuras, explica Freese.

Según Freese, aunque no se dispone de datos suficientes para emitir un juicio definitivo sobre estos tres objetos, es posible que Webb pueda obtener datos más completos sobre otros objetos primordiales similares que podrían aportar pruebas fehacientes de la existencia de una estrella oscura.

En ese sentido, según un comunicado de prensa de la de la Universidad de Texas en Austin, las observaciones de seguimiento del James Webb de las propiedades espectroscópicas de los objetos –incluidas las caídas o excesos de intensidad luminosa en determinadas bandas de frecuencia– podrían ayudar a confirmar si estos objetos candidatos son realmente estrellas oscuras.

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"Afinar algo dentro del modelo estándar"

Confirmar la existencia de estrellas oscuras también podría ayudar a resolver un problema creado por el James Webb: parece haber demasiadas galaxias grandes demasiado pronto en el universo para encajar en las predicciones del modelo estándar de la cosmología.

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

James Webb: posibles enormes estrellas oscuras

Los tres objetos detectados por Webb, que se lanzó en 2021 y comenzó a recopilar datos el año pasado, se identificaron inicialmente el pasado diciembre como algunas de las primeras galaxias conocidas del universo, pero, según los investigadores, en realidad podrían ser enormes estrellas oscuras.

La materia oscura, material invisible cuya presencia se conoce principalmente por sus efectos gravitatorios a escala galáctica, sería un ingrediente pequeño pero crucial en las estrellas oscuras. Se ha descrito que estas estrellas están formadas casi en su totalidad por hidrógeno y helio –los dos elementos presentes durante la infancia del universo–, con un 0,1 % de su masa en forma de materia oscura. Pero la materia oscura que se autoaniquila sería su motor.

Materia oscura, el 85 % del universo

La materia oscura es invisible para nosotros –no produce luz ni interactúa directamente con ella–, pero se cree que representa alrededor del 85 % de la materia del universo, mientras que el 15 % restante está formado por materia normal como estrellas, planetas, gas y polvo.

Las estrellas oscuras podrían alcanzar una masa al menos un millón de veces superior a la del Sol y una luminosidad al menos mil millones de veces mayor, con un diámetro aproximadamente diez veces mayor que la distancia entre la Tierra y el Sol.

A diferencia de las estrellas ordinarias, serían capaces de ganar masa acumulando el gas que cae sobre ellas en el espacio.

"Pueden seguir acumulando el gas que las rodea casi indefinidamente, hasta alcanzar el estado de supermasivas", explica Cosmin Ilie, astrofísico de la Universidad Colgate y autor principal del estudio.

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