Pengamatan dari Teleskop Luar Angkasa James Webb menunjukkan bahwa bintang-bintang paling awal di alam semesta mungkin adalah bintang gelap supermasif yang didukung oleh anhilasi materi gelap daripada fusi nuklir. Sebuah studi baru mengidentifikasi empat objek jauh yang sesuai dengan deskripsi ini, yang berpotensi menjelaskan galaksi awal yang terang dan lubang hitam supermasif. Temuan ini membangun pada teori yang diusulkan lebih dari satu dekade lalu.
Di alam semesta awal, sekitar 300 juta tahun setelah Big Bang, bintang-bintang pertama terbentuk dari awan hidrogen dan helium. Sebuah studi yang diterbitkan di Proceedings of the National Academy of Sciences pada 14 Oktober 2025, dipimpin oleh Cosmin Ilie dari Universitas Colgate, bersama dengan Shafaat Mahmud, Jillian Paulin, dan Katherine Freese, menganalisis data JWST untuk mengidentifikasi empat kandidat untuk bintang gelap supermasif.
Objek-objek ini—JADES-GS-z14-0, JADES-GS-z14-1, JADES-GS-z13-0, dan JADES-GS-z11-0—pada redshift hingga 14, menunjukkan tanda tangan spektral yang konsisten dengan bintang gelap supermasif. "Bintang gelap supermasif sangat terang, raksasa, namun awan menggembung yang terutama terbuat dari hidrogen dan helium, yang didukung terhadap kolaps gravitasi oleh jumlah kecil materi gelap yang menghancurkan diri di dalamnya," jelas Ilie.
Konsep ini berasal dari makalah Physical Review Letters tahun 2008 oleh Freese, Doug Spolyar, dan Paolo Gondolo, dengan perluasan pada 2010 yang merinci bagaimana bintang seperti itu bisa tumbuh masif dan runtuh menjadi lubang hitam supermasif. Studi PNAS tahun 2023 sebelumnya telah menandai kandidat menggunakan data fotometrik; sekarang, analisis spektroskopi dengan NIRSpec JWST mengonfirmasi kesesuaian.
Freese, direktur Institut Weinberg di UT Austin, mencatat: "Untuk pertama kalinya kami telah mengidentifikasi kandidat bintang gelap supermasif spektroskopi di JWST, termasuk objek paling awal pada redshift 14, hanya 300 juta tahun setelah Big Bang. Dengan berat satu juta kali lipat matahari, bintang gelap awal seperti itu penting tidak hanya dalam mengajarkan kami tentang materi gelap tetapi juga sebagai pendahulu lubang hitam supermasif awal yang terlihat di JWST."
Fitur kunci adalah garis penyerapan pada 1640 Angstrom dari helium terionisasi, yang diamati di JADES-GS-z14-0 dengan rasio sinyal-ke-noise sekitar 2. Ilie menggambarkannya sebagai "tanda tangan meriam asap." Pengamatan ALMA terhadap objek yang sama mendeteksi emisi oksigen, menunjukkan lingkungan kaya logam, mungkin dari penggabungan atau pembentukan bersama dengan bintang biasa.
Bintang gelap ini, didukung oleh Partikel Masif Interaksi Lemah (WIMPs) yang menghancurkan diri di halo materi gelap, bisa menyelesaikan teka-teki seperti galaksi awal yang secara tidak terduga terang dan asal-usul lubang hitam kuasar jauh.