Pesquisadores da Universidade Colgate (Nova York) e da Universidade do Texas em Austin anunciaram uma descoberta intrigante com dados do Telescópio Espacial James Webb (JWST). Eles identificaram quatro objetos muito distantes cujos espectros e forma lembram as previsões teóricas para as chamadas estrelas escuras. O trabalho foi publicado no periódico Proceedings of the National Academy of Sciences.
Os candidatos
A equipe analisou quatro fontes entre as mais remotas já observadas pelo JWST e concluiu que cada uma é compatível com a interpretação de estrela escura supermassiva, com base em espectro e morfologia. São elas:
- JADES-GS-z14-0 — uma das galáxias mais distantes já detectadas pelo JWST (desvio para o vermelho ≈ 14).
- JADES-GS-z14-1.
- JADES-GS-13-0.
- JADES-GS-z11-0.
Três desses objetos aparecem extremamente compactos e podem ser modelados como estrelas escuras supermassivas envoltas por uma nebulosa — isto é, por gás ionizado de hidrogênio e hélio. Essa nebulosa pode explicar parte do brilho observado sem depender só da fusão nuclear típica das estrelas comuns.
Estrelas escuras supermassivas são nuvens extremamente brilhantes, gigantes, porém fofas, compostas principalmente de hidrogênio e hélio, que são protegidas contra o colapso gravitacional pelas minúsculas quantidades de matéria escura autodestrutiva em seu interior
Cosmin Ilie, que liderou o estudo.
O que são e de onde vem a ideia
A hipótese de estrelas escuras nasceu em 2008, num trabalho de Doug Spolyar, Paolo Gondolo e Katherine Freese — e Freese integra a equipe deste novo estudo. Em 2010, outros pesquisadores mostraram dois mecanismos plausíveis para que essas estrelas cresçam até se tornarem supermassivas, abrindo uma rota teórica para a formação de buracos negros muito pesados já nas fases iniciais do Universo.
Pela primeira vez, identificamos candidatas espectroscópicas a estrelas escuras supermassivas no JWST, incluindo os primeiros objetos com desvio para o vermelho 14, apenas 300 milhões de anos após o Big Bang. Pesando um milhão de vezes o Sol, essas estrelas escuras primordiais são importantes não apenas para nos ensinar sobre a matéria escura, mas, também, como precursoras dos primeiros buracos negros supermassivos observados no JWST, que, de outra forma, seriam tão difíceis de explicar.
Katherine Freese, coautora do estudo.
Matéria escura e aquecimento por aniquilação
Os autores lembram que a matéria escura representa cerca de 25% do conteúdo energético do Universo, mas suas partículas ainda não foram identificadas. Uma das candidatas mais estudadas são as WIMPs (Partículas Massivas de Interação Fraca). Se essas partículas se aniquilarem, podem liberar calor dentro de nuvens de hidrogênio em colapso e, assim, alimentar estrelas cuja energia vem da aniquilação — as estrelas escuras.
Por que isso é relevante?
Essas identificações podem iluminar duas questões recentes e desconcertantes:
- Por que o JWST vem detectando galáxias muito brilhantes, mas compactas e extremamente distantes?
- Como surgiram os buracos negros supermassivos que alimentam quasares remotos tão cedo na história do Cosmos?
Os autores ressaltam que são necessárias confirmações observacionais adicionais para validar essas candidatas e saber se remanescentes de estrelas escuras deram origem a buracos negros supermassivos.
Em poucas palavras: é um passo promissor, mas não a resposta final. Cada candidato encontrado pelo JWST nos aproxima um pouco mais de entender como o Universo jovem criou seus primeiros gigantes — e por que eles brilham tanto, tão cedo.
