El telescopio James Webb ha detectado candidatos para hacer historia: las «estrellas oscuras»

Un grupo de científicos afirma que, gracias al telescopio espacial James Webb, se ha detectado lo que podría ser una «estrella oscura», un objeto alimentado por materia oscura en lugar de por fusión nuclear.

Según Livescience, un equipo de investigadores revisó las longitudes de onda captadas por el telescopio e identificó cuatro candidatos a ser estrellas oscuras. Los hallazgos se detallan en un estudio publicado el 30 de septiembre en la revista PNAS.

Este tipo de objeto cósmico, planteado originalmente en 2007, formaría parte de las primeras estrellas que aparecieron después del Big Bang. Se habrían creado por el colapso de hidrógeno y helio que, en lugar de formar un agujero negro como sería lo tradicional, se mezclaron con materia oscura. Irónicamente, a pesar de su nombre, estas estrellas oscuras son extraordinariamente masivas y brillantes: pueden alcanzar un brillo mil millones de veces mayor al del Sol y una masa un millón de veces superior.

Según Cosmin Ilie, astrofísico de la Universidad Colgate en Estados Unidos, se sostienen contra el colapso gravitacional gracias a pequeñas cantidades de materia oscura autoaniquiladora que contienen en su interior. Además, Katherine Freese, coautora del estudio y profesora de física en la Universidad de Texas en Austin, indicó al medio que el nombre es inapropiado, pues estos objetos no están compuestos completamente de materia oscura ni son oscuros, como establecía su hipótesis inicial.

Así encontraron a las candidatas

El proceso para identificar a estas posibles candidatas comenzó con el análisis de las observaciones del Sondeo Extragaláctico Profundo Avanzado del JWST (JADES). Los científicos se centraron en los datos recopilados por el instrumento NIRSpec, un espectrógrafo de infrarrojos cercano que mide las longitudes de onda individuales de la luz que procede de los objetos celestes, lo que permite comprender sus características químicas, masa y temperaturas.

Después, establecieron los criterios de búsqueda. Entre ellos, definieron que las señales no debían ser más jóvenes que un corrimiento al rojo de 10, una forma de medir la luz antigua del universo que equivale a ubicar objetos a 500 millones de años después del Big Bang. Además, la fuente de luz debía provenir de un solo objeto y solo podía contener hidrógeno y helio.

Los resultados arrojaron cuatro candidatos a estrellas oscuras observados por el James Webb: JADES-GS-z11-0, JADES-GS-z13-0, JADES-GS-z14-0 y JADES-GS-z14-1. Este último es, hasta ahora, el segundo objeto más distante que el telescopio ha observado.

Un misterio por resolver

Al analizar las señales, los investigadores encontraron que las cuatro podrían ser estrellas oscuras, o incluso «estrellas oscuras supermasivas». También hallaron indicios de la firma que delataría a estos objetos: en los datos de longitud de onda del último candidato había átomos de helio individualmente ionizados que absorbían partículas de luz con una longitud de onda «inesperada» para cualquier otro objeto de alto corrimiento al rojo.

Sin embargo, el panorama no está del todo claro para los investigadores. Al utilizar el Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA), encontraron que este objeto también emitía oxígeno, un elemento que solo suelen producir las estrellas impulsadas por fusión nuclear.

Existen otras posibilidades, como que los cuatro objetos sean en realidad galaxias. No obstante, si se clasifican como estrellas oscuras, podrían resolver varios misterios y dar pistas sobre la naturaleza de la materia oscura. En teoría, su desaparición las llevaría a colapsar en agujeros negros con una masa inicial enorme. Esto serviría para explicar cómo se pudieron formar los agujeros negros supermasivos descubiertos en etapas muy tempranas del universo, cuyas masas son consideradas imposibles según las teorías actuales sobre su crecimiento. Las estrellas oscuras podrían ser la explicación.

Para llegar a esas conclusiones, primero se deben seguir estudiando estos objetos para descartar que se trate de «estrellas primordiales supermasivas», otro tipo de formación estelar. Se considera que estas últimas no viven tanto tiempo como las estrellas oscuras, pero se requieren más observaciones para dar una explicación definitiva. Por lo pronto, el equipo de investigación indica que el siguiente paso es automatizar la búsqueda de estrellas oscuras en los datos del telescopio para, eventualmente, confirmar o refutar las teorías planteadas.