Estrellas oscuras podrían resolver tres enigmas del universo temprano, según estudio
Un equipo internacional de investigadores liderado por Cosmin Ilie, profesor asistente de Física y Astronomía de Colgate, ha descubierto cómo las estrellas oscuras podrían explicar tres misterios cósmicos revelados por el Telescopio Espacial James Webb, según un estudio publicado en la revista Universe el 19 de diciembre de 2025.
Las observaciones del Telescopio Espacial James Webb (JWST) han desafiado los modelos estándar sobre la formación de las primeras estrellas y galaxias del universo, presentando tres enigmas que parecían inconexos hasta ahora. La investigación, realizada en colaboración con Jillian Paulin de la Universidad de Pensilvania, Andreea Petric del Instituto de Ciencia del Telescopio Espacial y Katherine Freese de la Universidad de Texas en Austin, propone que las estrellas oscuras podrían ser la clave para resolver estos misterios.
Según el estudio, las estrellas oscuras son objetos astronómicos teóricos que se habrían formado en entornos ricos en materia oscura, aproximadamente unos cientos de millones de años luz después del Big Bang. Estas estrellas estarían alimentadas por la aniquilación de materia oscura, un proceso fundamentalmente diferente al de las estrellas convencionales.
"Algunos de los misterios más significativos planteados por los datos del amanecer cósmico del JWST son, de hecho, características de la teoría de las estrellas oscuras", afirmó Ilie, según el comunicado publicado en EurekaAlert.
El primer enigma que abordan los investigadores es la existencia de las llamadas "galaxias monstruo azules", objetos extremadamente brillantes, ultracompactos y casi desprovistos de polvo, cuya existencia no había sido predicha por ningún modelo teórico antes del lanzamiento del JWST.
El segundo misterio se relaciona con los agujeros negros supermasivos que alimentan los cuásares más distantes jamás observados. Estos agujeros negros son mucho más grandes de lo que los modelos actuales pueden explicar, considerando el poco tiempo que habrían tenido para crecer desde el inicio del universo.
Un ejemplo destacado es UHZ1, una galaxia récord situada a 13.200 millones de años luz de distancia, observada cuando el universo tenía apenas el 3% de su edad actual. Esta galaxia alberga un agujero negro supermasivo que, según los modelos convencionales, no podría haberse formado tan rápidamente. Los autores demuestran cómo UHZ1 podría contener un agujero negro supermasivo originado por el colapso de una estrella oscura.
El tercer enigma involucra a los "pequeños puntos rojos" (LRDs, por sus siglas en inglés), fuentes compactas y sin polvo del amanecer cósmico que, sorprendentemente, emiten poca o ninguna radiación de rayos X.
La investigación sugiere que las estrellas oscuras podrían crecer hasta convertirse en objetos supermasivos, convirtiéndose en semillas naturales para los agujeros negros supermasivos. Este mecanismo no se limita a UHZ1, sino que proporciona una explicación para numerosas galaxias con agujeros negros supermasivos tempranos.
Aunque las estrellas oscuras aún no han sido confirmadas experimentalmente, esta publicación añade evidencia significativa a los candidatos fotométricos y espectroscópicos descubiertos en dos estudios separados publicados en PNAS en 2023 y 2025. El trabajo también presenta el análisis espectroscópico más actualizado, encontrando evidencia de características de absorción del helio en los espectros de JADES-GS-13-0, además del previamente encontrado para JADES-GS-14-0.
Las estrellas oscuras representan uno de los objetos astrofísicos teóricos más fascinantes, ya que su estudio permitiría determinar las propiedades físicas de las partículas de materia oscura. Esto complementaría los esfuerzos experimentales para la detección de materia oscura en laboratorios terrestres, mediante detección directa o producción de partículas.
La era del amanecer cósmico comenzó cuando las nubes moleculares de hidrógeno y helio se enfriaron lo suficiente para iniciar un proceso de colapso gravitacional, que eventualmente condujo a la formación de las primeras estrellas. Este período ofreció las condiciones adecuadas para la formación de estrellas alimentadas por aniquilaciones de materia oscura.
Los hallazgos de este estudio sugieren que los modelos pre-JWST comúnmente aceptados para la formación de las primeras galaxias y los primeros agujeros negros supermasivos requieren refinamientos significativos, y las estrellas oscuras podrían ser la pieza faltante en este rompecabezas cósmico.
