Descobertas! Estrelas escuras podem ter sido encontradas por telescópio James Webb
Estrelas feitas de matéria escura podem ter sido observadas indiretamente por James Webb pela primeira vez.
As estrelas escuras são tipos de estrelas que, em vez de receberem energia através de fusão nuclear, obtêm sua energia por um processo de aniquilação da matéria escura em seus núcleos. A colisão de partículas de matéria escura resultaria em calor, impedindo o colapso gravitacional e o início da fusão nuclear como em estrelas comuns. Essas estrelas seriam objetos grandes, frios, mas muito luminosos no comprimento de onda infravermelho.
Esse tipo de estrela nunca foi observado diretamente e existem apenas no campo hipotético ainda. Segundo a teoria, elas teriam massa de cerca de 1000 vezes a massa do Sol e poderiam ser observadas por equipamentos do James Webb Space Telescope. Além disso, alguns astrônomos acreditam que elas poderiam ajuda a explicar a existência de buracos negros massivos no início do Universo. A ideia é que após esgotar a matéria escura no interior, elas colapsariam em buracos negros sem explodir em supernova.
Recentemente, alguns astrônomos retomaram a discussão de análises de dados que o JWST observou em 2022. Grupo de astrônomos acreditam que esses dados mostram que o JWST observou pela primeira vez as estrelas escuras e novas discussões foram reacendidas. Três objetos brilhantes, que foram inicialmente identificados como galáxias, exibem características do que se esperaria observar em estrelas escura. Caso mais dados confirmem essa descoberta, essa seria a primeira observação de estrelas do tipo.
Estrelas escuras
Estrelas escuras são um tipo hipotético de objetos que poderiam ter existido no início do Universo. Essas estrelas teriam em sua composição hidrogênio e hélio que teriam acretado matéria escura. Com a quantidade de matéria escura em seu interior, a colisão de partículas impediria o processo de fusão nuclear. Em vez disso, a estrela teria como combustível um processo chamado de aniquilação da matéria escura que geraria calor em seu interior.
Com a quantidade de matéria escura, essas estrelas poderiam alcançar massas de cerca de 1000 vezes a massa do Sol. Elas seriam muito maiores e mais frias que as estrelas atuais. Dessa forma, o calor emitido pela aniquilação de matéria escura faria essas estrelas brilharem em luz na faixa do infravermelho. Essa parte do espectro eletromagnético é a parte que é observada pelo telescópio James Webb.
Buracos negros massivos no Universo jovem
Um dos maiores mistérios da Astronomia atualmente é a existência de buracos negros supermassivos em um universo muito jovem. Essa descoberta aconteceu quando os primeiros dados do telescópio James Webb foram analisados. As observações iniciais mostraram buracos negros com bilhões de massas solares presentes apenas algumas centenas de milhões de anos após o Big Bang.
O problema que os astrônomos perceberam é que não teria tempo, de acordo com os modelos atuais, desses objetos crescerem tanto. Os modelos atuais dizem que buracos negros se formam a partir do colapso de estrelas massivas e crescem gradualmente, ao acumular matéria e se fundir com outros buracos negros. O ritmo desse crescimento não é rápido o suficiente para explicar existência de buracos negros tão massivos no Universo jovem.
Como estrelas escuras resolvem esse problema?
Para resolver esse mistério, diversos físicos e astrônomos propam diferentes modelos para explicar as observações. Uma dessas possíveis soluções seria justamente a existência de estrelas escuras. Esses objetos poderiam ter acumulado massas muito maiores que as estrelas normais. Após esgotar a matéria escura em seu interior, uma estrela escura massiva poderia colapsar diretamente, sem ar por uma fase de supernova, formando um buraco negro massivo.
Esse mecanismo que é chamado de colapso direto faria com que existissem sementes de buracos negros massivos que cresceriam mais rapidamente. Com isso, no Universo jovem já poderia existir buracos negros supermassivos que são observados pelo JWST. O explicação ganhou ainda mais forma com observações do JWST que concordariam com a previsão teórica de observação de estrelas escuras.
Observações de estrelas escuras
Pesquisadores identificaram três candidatos a estrelas escuras que são chamados de JADES-GS-z13-0, JADES-GS-z12-0 e JADES-GS-z11-0. Esses objetos estariam localizados no Universo extremamente jovem com redshifts entre 11 e 14. Foram feitas previsões para os espectros desses candidatos que mostraram uma de hélio que se esperaria em estrelas escuras. Essas s não eram esperadas em galáxias como inicialmente os três objetos foram classificados.
Os três objetos encontrados seriam consistentes com fontes pontuais indicando que poderiam ser estrelas escuras. Caso confirmado com novas observações, o JWST pode ter encontrado as primeiras estrelas escuras já observadas. No entanto, ainda é cedo de descartar a possibilidade de que esses objetos não seriam galáxias. A ideia é que observações mais detalhadas poderiam mostrar se são, de fato, estrelas escuras ou galáxias.