Ao longo dos últimos 15 anos, cientistas têm procurado evidências de um tipo de astro que ainda é apenas hipotético, e ainda não foi observado --alimentado não pela fusão de átomos, como o Sol e outras estrelas comuns, mas por um material misterioso chamado matéria escura.
Graças à capacidade do telescópio espacial James Webb de observar o início do universo, os primeiros bons candidatos a serem estrelas escuras foram identificados.
Os três objetos detectados pelo Webb, que foi lançado em 2021 e começou a coletar dados no ano passado, foram inicialmente identificados em dezembro passado como algumas das primeiras galáxias conhecidas do universo, mas, segundo os pesquisadores, podem na verdade ser enormes estrelas escuras.
A matéria escura, material invisível cuja presença é conhecida principalmente com base em seus efeitos gravitacionais em escala galáctica, seria um ingrediente pequeno, mas crucial nas estrelas escuras. Essas estrelas são descritas como feitas quase inteiramente de hidrogênio e hélio —os dois elementos presentes durante a infância do universo— com 0,1% de sua massa na forma de matéria escura. Mas a matéria escura, autoaniquiladora, seria o motor delas.
A matéria escura é invisível para nós —ela não produz nem interage diretamente com a luz— mas acredita-se que ela represente cerca de 85% da matéria do universo, com os 15% restantes compreendendo a matéria normal como estrelas, planetas, gás, poeira e coisas terrestres, como pizzas e pessoas.
As estrelas escuras seriam capazes de atingir uma massa pelo menos um milhão de vezes maior que a do Sol e uma luminosidade pelo menos um bilhão de vezes maior, com um diâmetro de aproximadamente dez vezes a distância entre a Terra e o Sol.
"Elas são grandes feras inchadas", disse Katherine Freese, astrofísica teórica da Universidade do Texas em Austin e autora sênior da pesquisa publicada na revista Proceedings of the National Academy of Sciences.
"Elas são feitas de matéria atômica e alimentadas por um pouco de matéria escura que está dentro delas", acrescentou Freese.
Ao contrário das estrelas comuns, elas seriam capazes de ganhar massa acumulando o gás que é depositado nelas no espaço.
"Eles podem continuar a aumentar o gás circundante quase indefinidamente, atingindo um status supermassivo", disse o astrofísico da Universidade Colgate e principal autor do estudo, Cosmin Ilie.
Elas não seriam tão quentes quanto a primeira geração de estrelas comuns do universo. Foi a fusão nuclear ocorrida nos núcleos dessas estrelas que gerou elementos mais pesados que o hidrogênio e o hélio.
Os três objetos apontados como potenciais estrelas escuras datam do início da história do universo -- um de 330 milhões de anos após o evento do Big Bang, que fez o cosmos girar 13,8 bilhões de anos atrás, e os outros de 370 milhões de anos e 400 milhões de anos após o Big Bang.
Com base nos dados do Webb, esses objetos podem ser galáxias primitivas ou estrelas escuras, disse Freese.
"Uma estrela escura supermassiva é tão brilhante quanto uma galáxia inteira, então pode ser uma ou outra", acrescentou Freese.
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