O Telescópio Espacial James Webb identificou quatro candidatas a “estrelas escuras” — objetos cósmicos teóricos alimentados pela aniquilação de matéria escura em vez de fusão nuclear — em estudo publicado nos Proceedings of the National Academy of Sciences. A descoberta de estrelas escuras pode revolucionar nossa compreensão sobre formação de galáxias no universo primitivo e resolver mistérios sobre buracos negros supermassivos.
Estrelas Escuras: Evidência no Objeto Mais Distante
O candidato mais convincente a estrelas escuras, JADES-GS-z14-0, representa o segundo objeto mais distante observado pelo Webb, localizado a 13 bilhões de anos-luz. Este objeto antigo apresenta assinatura espectroscópica única — uma característica de absorção de hélio em 1640 angstroms — descrita pelos pesquisadores como potencial “prova definitiva” para estrelas escuras.
Cosmin Ilie, autor principal da Universidade Colgate, destacou: “Um dos momentos mais empolgantes foi quando encontramos o vale de absorção de 1640 Angstrom no espectro do JADES-GS-z14-0. Embora a relação sinal-ruído seja baixa, é a primeira assinatura potencial de prova definitiva de uma estrela escura.”
A equipe analisou dados do Espectrógrafo de Infravermelho Próximo (NIRSpec) do Webb, identificando quatro candidatos a estrelas escuras: JADES-GS-z14-0, JADES-GS-z14-1, JADES-GS-z13-0 e JADES-GS-z11-0. Diferentemente de estrelas comuns alimentadas por fusão nuclear, essas estrelas escuras teóricas derivam brilho imenso da aniquilação de partículas de matéria escura dentro de nuvens de hidrogênio e hélio.
Estrelas escuras foram teorizadas em 2007 por Katherine Freese na University of Texas em Austin, propondo que Partículas Massivas Fracamente Interagentes (WIMPs) poderiam aquecer nuvens de gás em colapso no universo primitivo. Freese esclarece: “Nosso nome inicial ‘estrela escura’ é inadequado. Elas não são feitas inteiramente de matéria escura nem são escuras.”
Teoria das Estrelas Escuras Encontra Observação
Essas estrelas escuras poderiam teoricamente atingir massas de até um milhão de vezes a do Sol e brilhar bilhões de vezes mais que estrelas convencionais. A descoberta de estrelas escuras ajudaria explicar dois enigmas astronômicos: por que o Webb observa galáxias inesperadamente brilhantes no universo primitivo e como buracos negros supermassivos se formaram rapidamente após o Big Bang.
As descobertas de estrelas escuras enfrentam escrutínio científico, particularmente sobre se esses objetos são verdadeiramente estrelas escuras ou estrelas primordiais supermassivas. Daniel Whalen da University of Portsmouth argumenta que o estudo negligencia pesquisas sobre formação de estrelas primordiais massivas que poderiam produzir assinaturas similares às estrelas escuras.
Observações do Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) detectaram oxigênio em JADES-GS-z14-0 em março de 2025, sugerindo ambiente rico em metais — inconsistente com teoria isolada da estrela escura. A detecção indica que JADES-GS-z14-0 tem cerca de 10 vezes mais elementos pesados do que esperado para galáxia tão primitiva, complicando a interpretação das estrelas escuras.
“Se ambas as características espectrais sobreviverem às observações de acompanhamento, isso implicaria uma Estrela Escura incorporada em ambiente rico em metais,” reconhecem os pesquisadores, admitindo necessidade de refinamentos teóricos significativos sobre estrelas escuras.
A descoberta de estrelas escuras força astrônomos a reconsiderar velocidade de amadurecimento galáxico no universo infantil. Futuras observações do Webb serão cruciais para confirmar se essas estrelas escuras representam nova classe de objetos estelares ou desafiam teorias existentes sobre evolução cósmica primitiva. A confirmação de estrelas escuras pelo Webb representaria marco revolucionário na compreensão da matéria escura e formação do universo.
Fontes