Astrônomos podem ter detectado os primeiros sinais de estrelas escuras, alimentadas pela aniquilação de matéria escura em vez de fusão nuclear, em observações do Telescópio Espacial James Webb. Esses objetos podem explicar características enigmáticas do universo primordial, como buracos negros supermassivos, pontinhos vermelhos e monstros azuis. Pesquisadores sugerem que elas formam sementes para buracos negros massivos e oferecem pistas sobre a natureza da matéria escura.
Nas condições densas do universo primordial, estrelas escuras poderiam surgir quando nuvens de gás colapsam com matéria escura suficiente, levando à aniquilação que alimenta a estrela antes do início da fusão nuclear. Esse processo permite que estrelas escuras cresçam massivamente sem colapsar prematuramente, ao contrário de estrelas comuns que fundem elementos mais pesados até esgotar o combustível e formar buracos negros.
Uma equipe liderada por Katherine Freese na University of Texas at Austin modelou a evolução dessas estrelas. Eles calcularam que estrelas escuras atingem instabilidade entre 1.000 e 10 milhões de massas solares, ponto em que a relatividade geral causa colapso em buracos negros. George Fuller na University of California, San Diego, explicou: “Você pode pegar uma estrela comum, do tipo massa solar, colocar matéria escura nela para que a fonte de energia não seja reações nucleares, mas aniquilação de matéria escura, e pode continuar alimentando-a. Enquanto continuar alimentando com matéria escura suficiente, ela nunca passará pela evolução nuclear que a coloca em apuros.”
Esse mecanismo aborda o enigma dos buracos negros supermassivos observados apenas centenas de milhões de anos após o Big Bang. Freese observou: “Se você tem um buraco negro de 100 massas solares, como diabos vai chegar a 1 bilhão de massas solares em poucas centenas de milhões de anos? Não é possível se você só faz buracos negros de estrelas padrão.” Estrelas escuras poderiam fornecer as sementes grandes necessárias para crescimento rápido.
Dados do Telescópio Espacial James Webb sobre pontinhos vermelhos distantes e monstros azuis, inicialmente pensados como galáxias compactas, também se alinham com características de estrelas escuras. O grupo de Freese encontrou indícios tentativos de absorção espectral em comprimentos de onda frios demais para estrelas ou galáxias normais. No entanto, Freese alertou: “Agora, todos os candidatos que temos, há duas coisas que se ajustam igualmente bem aos espectros: uma estrela escura supermassiva ou uma galáxia inteira de estrelas comuns.”
Dan Hooper na University of Wisconsin-Madison descreveu a evidência como “uma coisa realmente bem motivada que eles estão procurando”, embora não definitiva. Confirmar estrelas escuras, segundo Volodymyr Takhistov na Japan's High Energy Accelerator Research Organization, revelaria propriedades da matéria escura, especialmente se elas semearem buracos negros, pois a massa de colapso depende do tamanho da partícula de matéria escura. Observações mais precisas do JWST são necessárias para distingui-las de galáxias.