Observaciones del Telescopio Espacial James Webb sugieren que las estrellas más antiguas del universo podrían haber sido estrellas oscuras supermasivas impulsadas por la aniquilación de materia oscura en lugar de la fusión nuclear. Un nuevo estudio identifica cuatro objetos distantes que coinciden con esta descripción, lo que podría explicar las galaxias tempranas brillantes y los agujeros negros supermasivos. Estos hallazgos se basan en teorías propuestas hace más de una década.
En el universo primitivo, unos 300 millones de años después del Big Bang, las primeras estrellas se formaron a partir de nubes de hidrógeno y helio. Un estudio publicado en los Proceedings of the National Academy of Sciences el 14 de octubre de 2025, liderado por Cosmin Ilie de la Universidad de Colgate, junto con Shafaat Mahmud, Jillian Paulin y Katherine Freese, analizó datos del JWST para identificar cuatro candidatos a estrellas oscuras supermasivas.
Estos objetos —JADES-GS-z14-0, JADES-GS-z14-1, JADES-GS-z13-0 y JADES-GS-z11-0—, con corrimientos al rojo de hasta 14, exhiben firmas espectrales consistentes con estrellas oscuras supermasivas. «Las estrellas oscuras supermasivas son extremadamente brillantes, gigantes, pero nubes esponjosas hechas principalmente de hidrógeno y helio, que se mantienen contra el colapso gravitacional por las mínimas cantidades de materia oscura autoaniquilante en su interior», explicó Ilie.
El concepto se originó en un artículo de 2008 en Physical Review Letters de Freese, Doug Spolyar y Paolo Gondolo, con expansiones en 2010 que detallaban cómo tales estrellas podrían crecer masivas y colapsar en agujeros negros supermasivos. Un estudio de PNAS de 2023 había identificado previamente candidatos usando datos fotométricos; ahora, el análisis espectroscópico con el NIRSpec del JWST confirma la compatibilidad.
Freese, directora del Instituto Weinberg en UT Austin, señaló: «Por primera vez hemos identificado candidatos a estrellas oscuras supermasivas espectroscópicas en JWST, incluyendo los objetos más antiguos con corrimiento al rojo 14, solo 300 millones de años después del Big Bang. Pesando un millón de veces más que el Sol, tales estrellas oscuras tempranas son importantes no solo para enseñarnos sobre la materia oscura, sino también como precursores de los agujeros negros supermasivos tempranos observados en JWST».
Una característica clave es una línea de absorción a 1640 angstroms de helio ionizado, observada en JADES-GS-z14-0 con una relación señal-ruido de aproximadamente 2. Ilie la describió como una «firma de arma humeante». Observaciones de ALMA del mismo objeto detectaron emisión de oxígeno, sugiriendo un entorno rico en metales, posiblemente de una fusión o coformación con estrellas regulares.
Estas estrellas oscuras, impulsadas por Partículas Masivas de Interacción Débil (WIMPs) que se aniquilan en halos de materia oscura, podrían resolver enigmas como las galaxias tempranas inesperadamente brillantes y los orígenes de los agujeros negros de quasars distantes.