As “estrelas negras” podem ajudar a resolver três mistérios aparentemente desconexos que surgiram na madrugada cósmica – mistérios recentemente descobertos pelo Telescópio Espacial James Webb. Os enigmas incluem a surpreendente superabundância de buracos negros supermassivos no universo primitivo, a existência inesperada de galáxias “monstros azuis” e os chamados “pequenos pontos vermelhos” que os cientistas têm descoberto. Este último é uma classe inteiramente nova de objetos cósmicos no universo primitivo que parecem ter desaparecido antes de o cosmos ter cerca de 2 mil milhões de anos.
Estrelas escuras são objetos hipotéticos que se propõe terem existido no universo primitivo. Em vez de serem alimentadas pela fusão nuclear, como acontece com as estrelas normais, acredita-se que as estrelas escuras tenham sido alimentadas pela aniquilação de partículas de matéria escura. “Escuro” refere-se à fonte de energia dessas estrelas; eles teriam, de fato, sido incrivelmente brilhantes.
Se existissem estrelas escuras, elas teriam sido capazes de se formar no universo antes que as estrelas comuns pudessem se formar. Quando os núcleos ultradensos de matéria escura se esgotam, teoriza-se que as estrelas escuras podem entrar em colapso para formar as “sementes” massivas dos buracos negros supermassivos.
Estas sementes seriam muito mais massivas do que os buracos negros formados quando mesmo as estrelas mais massivas ficam sem combustível para a fusão nuclear. Isto, juntamente com o facto de que as estrelas escuras poderiam ter existido antes das estrelas normais, permitiria que buracos negros supermassivos se formassem muito mais rapidamente do que a cadeia padrão de fusões de buracos negros que se pensa criar buracos negros supermassivos.
Isso poderia explicar como o JWST conseguiu detectar uma grande população de buracos negros supermassivos no universo menos de 1 bilhão de anos após a Big Bang.
Esses buracos negros não são as únicas coisas inesperadas que o JWST tem detectado no universo primitivo desde que iniciou as observações em 2022. O telescópio espacial de US$ 10 bilhões também tem detectado galáxias extremamente brilhantes, ultracompactas e incrivelmente densas que carecem de poeira em abundância. Categorizadas como “monstros azuis”, estas são galáxias cuja existência nenhuma simulação cosmológica ou modelo da formação das primeiras galáxias previu antes da era do JWST.
A equipa sugere que estes monstros azuis não são galáxias, mas sim estrelas escuras incrivelmente luminosas que, devido ao seu brilho, estão a ser confundidas com galáxias inteiras com populações de estrelas aglomeradas numa região não maior do que algumas centenas de anos-luz.
Pequenos pontos vermelhos, embora muito mais escuras do que os monstros azuis, também são notáveis por serem compactas, exigindo um agrupamento de estrelas quase impossivelmente denso, se forem de fato galáxias. A outra característica intrigante dos pequenos pontos vermelhos é que eles emitem fracamente luz ultravioleta e não parecem emitir raios X.
Esta equipa argumenta que o colapso de estrelas escuras que esgotaram a sua matéria escura pode resultar em buracos negros que ainda estão rodeados por camadas de material estelar e que podem ter o efeito de semi-obscurecimento da luz ultravioleta e obscurecimento completo das emissões de raios X de uma forma que os halos de poeira das galáxias por si só não conseguem.
Por enquanto, as estrelas escuras permanecem puramente hipotéticas, embora algumas evidências observacionais estejam começando a surgir. No entanto, esta investigação representa uma tentativa intrigante de resolver três enigmas cosmológicos com um mecanismo.
“As estrelas escuras supermassivas podem oferecer uma solução para vários enigmas urgentes na astronomia e na astrofísica, conforme discutido em profundidade neste artigo”, concluíram os autores. “Até onde sabemos, não existe outro mecanismo que possa conseguir isso simultaneamente.”
Os resultados estão em artigo publicado em dezembro de 2025 na revista Astrofísica e Cosmologia em High Z.
