Los astrónomos podrían haber detectado las primeras señales de estrellas oscuras, alimentadas por la aniquilación de materia oscura en lugar de la fusión nuclear, en observaciones del Telescopio Espacial James Webb. Estos objetos podrían explicar características enigmáticas del universo temprano como agujeros negros supermasivos, puntos rojos pequeños y monstruos azules. Los investigadores sugieren que forman semillas para agujeros negros masivos y ofrecen pistas sobre la naturaleza de la materia oscura.
En las densas condiciones del universo temprano, las estrellas oscuras podrían emerger cuando nubes de gas colapsan con suficiente materia oscura, lo que lleva a una aniquilación que alimenta la estrella antes de que comience la fusión nuclear. Este proceso permite que las estrellas oscuras crezcan masivamente sin colapsar prematuramente, a diferencia de las estrellas ordinarias que fusionan elementos más pesados hasta agotar el combustible y formar agujeros negros.
Un equipo liderado por Katherine Freese en la University of Texas at Austin modeló la evolución de estas estrellas. Calculó que las estrellas oscuras alcanzan inestabilidad entre 1.000 y 10 millones de masas solares, punto en el que la relatividad general provoca el colapso en agujeros negros. George Fuller en la University of California, San Diego, explicó: «Puedes tomar una estrella ordinaria, del tipo de masa solar, añadirle algo de materia oscura para que la fuente de energía no sean reacciones nucleares sino aniquilación de materia oscura, y puedes seguir alimentándola. Mientras la sigas alimentando con suficiente materia oscura, nunca pasará por la evolución nuclear que la mete en problemas».
Este mecanismo aborda el enigma de los agujeros negros supermasivos observados apenas cientos de millones de años después del Big Bang. Freese señaló: «Si tienes un agujero negro de 100 masas solares, ¿cómo demonios vas a llegar a 1.000 millones de masas solares en unos cientos de millones de años? No es posible si solo estás formando agujeros negros a partir de estrellas estándar». Las estrellas oscuras podrían proporcionar las grandes semillas necesarias para un crecimiento rápido.
Datos del Telescopio Espacial James Webb sobre puntos rojos pequeños y monstruos azules distantes, inicialmente considerados galaxias compactas, también coinciden con las características de estrellas oscuras. El grupo de Freese encontró indicios tentativos de absorción espectral en longitudes de onda demasiado frías para estrellas o galaxias normales. Sin embargo, Freese advirtió: «Ahora mismo, todos los candidatos que tenemos, hay dos cosas que podrían ajustarse igual de bien a los espectros: una estrella oscura supermasiva o una galaxia entera de estrellas normales».
Dan Hooper en la University of Wisconsin-Madison describió la evidencia como «algo realmente bien motivado que están buscando», aunque no definitiva. Confirmar estrellas oscuras, según Volodymyr Takhistov en la High Energy Accelerator Research Organization de Japón, revelaría propiedades de la materia oscura, especialmente si siembran agujeros negros, ya que la masa de colapso depende del tamaño de la partícula de materia oscura. Se necesitan observaciones más precisas del JWST para distinguirlas de galaxias.