El James Webb ha detectado indicios de estrellas oscuras, gigantes alimentadas por materia oscura que pudieron formarse en el universo temprano. Los objetos asoman entre las fuentes de alto corrimiento al rojo captadas por el telescopio, según la explicación de la física teórica Katherine Freese, directora del Instituto Weinberg de Física Teórica de la Universidad de Texas en Austin. Serían los candidatos más exóticos a primeras estrellas del cosmos, unos 200 millones de años después del Big Bang.
Nada de lo que describe esta hipótesis se parece a una estrella convencional. Una estrella normal brilla porque en su interior los núcleos de hidrógeno se fusionan y liberan energía. Estas otras no fusionan nada: emiten luz porque la materia oscura que las rodea se aniquila en su seno y deposita allí toda su energía.
Qué son las estrellas oscuras que persigue el James Webb
El nombre engaña. Freese insiste en que no son oscuras: brillan, y mucho. La diferencia está en el motor. Mientras el Sol extrae su energía de la fusión nuclear, una estrella oscura la extrae de la aniquilación de partículas de materia oscura. Cabe recordar que esa materia no emite ni absorbe luz, pero sí gravita, y según esta teoría puede interactuar consigo misma.
El resultado son objetos desmesurados. Sin la presión de radiación que frena a las estrellas de fusión, pueden crecer hasta alcanzar un millón de veces la masa del Sol y un brillo mil millones de veces mayor. Traducido a escala cósmica: una sola estrella oscura del universo temprano podría brillar tanto como toda una galaxia primitiva repleta de estrellas normales.
Eso, con un matiz que descoloca. Son frías. Su superficie ronda la temperatura de la del Sol, pero su radio es gigantesco, y como el brillo depende del tamaño y de la temperatura, acaban siendo luminosas pese a su frialdad. Al no emitir demasiados fotones de alta energía, no se frenan y siguen creciendo.
Hay más. Las estrellas oscuras viven mientras conserven combustible de materia oscura, y eso puede durar de millones a miles de millones de años. Pero si se alejan de la región rica donde nacieron, empiezan a colapsar. El colapso las calienta. Las pequeñas terminan con un núcleo de fusión; las grandes, las de un millón de masas solares, se convierten en agujero negro.
Una estrella oscura pudo brillar como una galaxia entera y, al colapsar, dejar sembrado un agujero negro de un millón de soles.
Cómo la aniquilación de materia oscura puede encender una estrella
La receta es exigente. Las primeras estrellas se formaron en entornos muy ricos en materia oscura, en el centro de las protogalaxias. Allí, nubes de hidrógeno empezaban a colapsar, pero lo hacían dentro de una gran piscina de materia oscura. La cadena de reacciones entre esas partículas produce fotones y otras partículas que quedan atrapados en la nube y le entregan la energía que antes guardaba la materia oscura.
Esa energía basta para encender la nube como una estrella. El detalle más elegante es que su masa es solo un 0,1% de materia oscura. Todo lo demás es el mismo hidrógeno y helio que salió del Big Bang, gases que existían antes de que las generaciones estelares cocieran los primeros elementos pesados.
Ese detalle tiene una consecuencia práctica: sirve para distinguirlas. En el espectro de una galaxia temprana aparecen las huellas de muchos elementos distintos, fruto de generaciones de estrellas. En el de una estrella oscura solo debería haber hidrógeno y helio. Además, con la resolución actual, las estrellas oscuras se verían como puntos únicos, mientras que las galaxias primitivas insinúan tamaño y forma. La firma, eso sí, es difícil de leer.
Nueve espectros de 700 objetos: el cuello de botella del hallazgo
Los números obligan a la calma. En los datos del Webb de 2022 había 700 objetos candidatos a pertenecer al universo temprano, pero solo nueve cuentan con espectros medidos que permitan estar seguros, y de esos nueve apenas cinco tienen datos públicos. Uno es con certeza una galaxia temprana, con señales de muchos elementos. Otros tres podrían ser estrellas oscuras o galaxias, y los datos todavía no bastan para decantarse. La distancia entre el titular y la certeza es, aquí, de tres objetos borrosos.
Conviene decir que la hipótesis no está confirmada. Es un marco teórico sólido —Freese lleva años desarrollándolo— y, sobre todo, una propuesta para explicar un problema real: se han hallado agujeros negros supermasivos, de mil millones de masas solares, demasiado pronto. Un agujero negro así no puede formarse directamente a partir de una estrella de fusión. Pero sí podría surgir si muchas semillas de un millón de masas solares se fusionan después.
De ahí que la comunidad espere el próximo paso. Lo que Freese busca ahora son objetos del universo temprano amplificados por lentes gravitacionales, ese efecto por el que la masa de un astro intermedio curva la luz del que está detrás y la agranda. Con más luz, más espectro; con más espectro, quizá, la respuesta. El telescopio seguirá apuntando a esas nueve luces tenues. Alguna podría no ser una galaxia. Nadie lo sabe todavía.
🔬 Ficha del Descubrimiento
- Qué se ha descubierto: Indicios de posibles estrellas oscuras, objetos del universo temprano alimentados por materia oscura en lugar de fusión nuclear.
- Dónde: En las fuentes de alto corrimiento al rojo captadas por el telescopio espacial James Webb, a miles de millones de años luz.
- Institución responsable: Trabajo teórico liderado por Katherine Freese (Universidad de Texas en Austin); hipótesis pendiente de confirmación observacional.
- Cuándo: Análisis sobre los datos del Webb de 2022, revisados en 2026.
- Impacto a futuro: De confirmarse, ofrecería las semillas para explicar el origen temprano de los agujeros negros supermasivos.
