El telescopio Webb podría haber encontrado estrellas de materia oscura
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El telescopio espacial James Webb podría haber realizado la primera detección de estrellas oscuras, unos objetos que supuestamente habrían existido en las primeras etapas del universo y que generarían su energía a través de la desintegración de materia oscura.
En un estudio publicado en la revista PNAS, un grupo de investigadores ha analizado algunas de las galaxias más antiguas observadas por el James Webb, y para tres de ellas ha propuesto una explicación alternativa a su naturaleza. Los autores sugieren que los objetos JADES-GS-z13-0, JADES-GS-z12-0, y JADES-GS-z11-0, que emitieron su luz entre 320 y 400 millones de años después del Big Bang, podrían no ser galaxias, sino cuerpos puntuales de tipo estelar, de gran dimensión, y con concentraciones de materia oscura en su interior: las llamadas estrellas oscuras.
Los tres objetos que podrían ser estrellas oscuras en lugar de galaxias – NASA/ESA
En caso de confirmarse, se trataría de un descubrimiento de enorme importancia para la astrofísica, ha declarado Katherine Freese, directora del Instituto Weinberg de Física Teórica de la Universidad de Texas y una de las autoras del estudio: “El hallazgo de un nuevo tipo de estrella, por sí solo, ya constituye un hecho muy interesante, pero confirmar que es la materia oscura la que alimenta estos objetos sería un descubrimiento inmenso”.
Las sospechas
Los modelos teóricos estándar proponen que las galaxias que se formaron poco después del nacimiento de nuestro universo debían estar compuestas por la primera generación de estrellas (llamadas colectivamente de la Población III), unos astros mucho más masivos y efímeros que el Sol. Según estos modelos, las galaxias primitivas debían ser pequeñas en comparación con las actuales, ya que no habría habido tiempo suficiente para su crecimiento en base a fusiones entre ellas.
Las primeras estrellas del universo (derecha) debieron ser gigantescas en comparación con estrellas de generaciones posteriores – Merrill Sherman/Quanta Magazine
Sin embargo, las observaciones realizadas durante el primer año de funcionamiento del James Webb han desafiado este modelo. Algunas de las galaxias más antiguas captadas por el instrumento, y que emitieron su luz pocos centenares de millones de años después del Big Bang, parecen más brillantes de lo esperado. Estas discrepancias han despertado interés en la comunidad científica, y algunos estudios han señalado que quizás se necesite revisar de manera profunda el modelo de formación de galaxias.
Imagen del telescopio James Webb con más de 45.000 galaxias – JWST
Pero existe otra posible explicación: algunos de los objetos captados por el telescopio Webb podrían no ser galaxias. Según Freese, “si algunos de estos objetos fuesen, en realidad, estrellas oscuras, nuestras simulaciones sobre la formación de galaxias concordarían mejor con las observaciones”.
Formadas por materia oscura
Las estrellas oscuras serían enormes estructuras esféricas, con masas equivalentes a millones de soles, y compuestas principalmente por hidrógeno y helio, los dos componentes más abundantes del universo y que también forman las estrellas ordinarias. Sin embargo, a diferencia de éstas, las estrellas oscuras contendrían además materia oscura en su interior, lo cual les proporcionaría unas propiedades singulares.
En el universo existen dos tipos de materia. La ordinaria, compuesta por átomos, que es la que constituye todo lo que vemos en el cosmos, como galaxias, estrellas o planetas. El segundo tipo de materia es la llamada oscura, que domina en una proporción aproximada de 6 a 1 sobre la ordinaria, que no está formada por átomos, y de la cual todavía se desconoce la naturaleza.
La materia oscura estaría formada por partículas fundamentales que aún no se han descubierto, y una de las hipótesis más generalizada se basa en la existencia de las llamadas WIMP (las siglas en inglés de partículas masivas que interaccionan débilmente). Los modelos predicen que estas partículas se desintegrarían por interacción mutua (es decir, funcionarían como sus propias antipartículas). Las estrellas oscuras, aunque enormes, serían poco densas, de forma que en su interior no se podrían alcanzar las temperaturas necesarias para encender el motor de la fusión nuclear. Su fuente de energía sería el proceso de desintegración de las partículas de materia oscura.
La confirmación de su existencia
Una de las características más interesantes de las supuestas estrellas oscuras es que mostrarían un aspecto puntual en las observaciones del James Webb. Es decir, a diferencia de las galaxias, no revelarían forma alguna. Justamente, este ha sido uno de los aspectos analizados por el equipo de investigadores de la Universidad de Texas, que ha encontrado que los tres objetos sospechosos, identificados inicialmente como galaxias, son compatibles con fuentes de luz puntuales.
Pero según apuntan los autores del estudio, serán necesarias nuevas observaciones, mucho más precisas, para poder confirmar la existencia de las estrellas oscuras. En particular, el análisis detallado de la luz debería mostrar huellas características en el espectro de estos objetos. Y la detección de los típicos anillos concéntricos que generan a su alrededor las fuentes de luz puntuales cuando son observadas a través de telescopios, llamados discos de Airy, sería una clara evidencia.
Fuente: lavanguardia.es