JWST puede haber encontrado la primera evidencia de «estrellas oscuras»

Las galaxias brillantes que el JWST ha descubierto que existen inesperadamente poco después del Big Bang podrían no estar alimentadas por fusión de hidrógeno, como lo están las estrellas hoy en día, sino por concentraciones de materia oscura , según han propuesto los físicos. Se afirma que estas «Estrellas Oscuras» tienen masas un millón de veces la del Sol. Sin embargo, no se deje engañar por el nombre: los astrónomos creen que tales estrellas también serían mil millones de veces más brillantes que el Sol, lo que explica por qué podemos verlas a distancias tan grandes.

En un nuevo artículo , tres físicos de la Universidad de Colgate muestran cómo su idea de » estrellas oscuras » podría explicar algunas de las anomalías en las observaciones del JWST.

El hecho de que la luz no sea infinitamente rápida significa que ver cualquier cosa significa mirar hacia atrás en el tiempo. El JWST ha visto más galaxias distantes que nada antes y, por lo tanto, mira más atrás en el tiempo, casi hasta el Big Bang. Estas primeras galaxias parecen estar más desarrolladas de lo que la física convencional sugeriría que sería posible en el tiempo limitado disponible para ellas. La mayoría de los físicos esperan que esta paradoja se resuelva con cambios relativamente menores en los modelos existentes del universo, pero algunos están explorando opciones más radicales.

Los investigadores proponen que las primeras estrellas se formaron principalmente a partir de hidrógeno y helio, como las de nuestra propia galaxia, pero que las concentraciones de materia oscura proporcionaron una fuente de energía para calentarlas que se inició más rápido que la fusión. Las llamadas galaxias son, en cambio, estrellas individuales impulsadas de esta manera al brillo galáctico. A esta distancia, argumentan, el JWST carece de la resolución angular para saber si está viendo una fuente puntual o una galaxia más dispersa.

Las estrellas oscuras, según los autores, son tan grandes que si una reemplazara al Sol, su superficie estaría fuera de la órbita de Saturno. Incluso dada su gran masa, la fusión no podía sostenerse en un área tan grande. En cambio, las partículas de materia oscura se aniquilan, liberando suficiente energía para calentar la superficie a 10 000 K (similar a Sirio), produciendo una asombrosa cantidad de luz.

Tal liberación de energía no puede sostenerse por mucho tiempo. Los autores creen que cuando las Estrellas Oscuras se quedan sin materia oscura para alimentarse, colapsan en agujeros negros, proporcionando las semillas para los agujeros negros supermasivos (SMBH) que se encuentran en el centro de las galaxias. La presencia de estos SMBH desarrollados que alimentan los cuásares en el universo primitivo es otro problema que los físicos luchan por explicar.

Aunque Dark Stars podría resolver algunos de los problemas en cosmología que el JWST ha sacado a la luz, no sabemos si las partículas de Dark Matter son sus propias antipartículas y, por lo tanto, pueden aniquilarse a sí mismas como proponen los autores. Incluso si pudieran, ¿serían estables las estrellas de esta naturaleza? ¿Estaban el hidrógeno y el helio suficientemente agrupados en el universo primitivo para producir objetos de la escala que requiere esta propuesta? El modelado puede sugerir que las ideas son plausibles, pero hasta el momento no tenemos evidencia de que nada de esto sea real.

Además, el documento reconoce que uno de los cuatro objetos del universo primitivo cuyos espectros han pasado una prueba de idoneidad inicial no podría encajar en el modelo de la Estrella Oscura. Si este objeto, JADES-GS-z10-0, es algo más convencional que una Estrella Oscura, podrían señalar los críticos, tal vez los otros tres también lo sean.

Sin embargo, el documento es más que especulativo. Los autores proponen que si los otros tres objetos en cuestión son estrellas oscuras, sus espectros deberían tener líneas distintivas de helio, específicamente una línea de absorción a 1640 Ångstroms, donde una galaxia compuesta de estrellas ordinarias tendría líneas de emisión. Hasta ahora, el JWST no ha estudiado los tres con suficiente detalle para resolver el asunto. Eso es algo que a los autores les gustaría cambiar.

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