Telescopul James Webb ar putea fi descoperit „stelele întunecate” – un nou tip de obiect cosmic ce sfidează legile fizicii

La aproape un an după ce a oferit primele imagini din universul timpuriu, telescopul spațial James Webb (JWST) ar putea fi pe punctul de a confirma una dintre cele mai controversate ipoteze din astrofizică: existența așa-numitelor „stele întunecate”, corpuri cerești alimentate nu de fuziune nucleară, ci de materie întunecată. Descoperirea, anunțată într-un studiu publicat la finalul lunii septembrie în revista Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS), a stârnit un val de entuziasm, dar și scepticism în comunitatea științifică.

Cercetătorii au identificat patru posibile stele întunecate în datele colectate de JWST, una dintre ele fiind chiar al doilea cel mai îndepărtat obiect observat vreodată, la peste 13,4 miliarde de ani-lumină distanță.

Conceptul de „dark star” nu este nou — a fost propus pentru prima dată în 2007 de fiziciana Katherine Freese, de la Universitatea Texas din Austin, una dintre autoarele studiului actual. Potrivit teoriei, aceste stele s-ar fi format la scurt timp după Big Bang, în perioada în care s-au născut și primele stele din așa-numita Populație III.

Spre deosebire de stelele obișnuite, care își obțin energia prin fuziunea nucleară a hidrogenului și heliului, stelele întunecate ar fi alimentate de anihilarea particulelor de materie întunecată — substanța invizibilă care constituie aproximativ 85% din masa universului, dar care nu a fost niciodată observată direct.

Cerere de căsătorie surpriză la „Mireasa”. Un cuplu contestat s-a logodit, după câteva săptămâni de relație: „Promit că o să încerc să te fac fericit”

Horoscop 5 decembrie 2025. O zodie primește o nouă șansă, norocul e de partea ei

„Numele nostru inițial, ‘stea întunecată’, este oarecum greșit. Aceste stele nu sunt complet întunecate și nici alcătuite exclusiv din materie întunecată. De fapt, sunt extrem de strălucitoare, de până la un miliard de ori mai luminoase decât Soarele”, a explicat Katherine Freese.

Modelele teoretice sugerează că o astfel de stea ar putea atinge o masă de un milion de ori mai mare decât cea a Soarelui, dar, paradoxal, ar arde mult mai lent și ar trăi mai mult. Această caracteristică le-ar putea face responsabile pentru apariția găurilor negre supermasive observate neașteptat de devreme în istoria universului.

Dovezile care susțin descoperirea și controversele din jurul lor

Folosind date din cadrul proiectului JWST Advanced Deep Extragalactic Survey (JADES), echipa de cercetători a analizat lumina provenită de la patru obiecte cosmice extrem de îndepărtate: JADES-GS-z11-0, JADES-GS-z13-0, JADES-GS-z14-0 și JADES-GS-z14-1. Toate se află la un redshift mai mare de 10, adică provin dintr-o epocă de aproximativ 500 de milioane de ani după Big Bang.

Cel mai promițător candidat, JADES-GS-z14-0, prezintă o semnătură spectrală considerată „fumul de armă” al existenței unei stele întunecate: o absorbție specifică a heliului ionizat la lungimea de undă de 1640 angstromi. Nicio altă clasă de obiecte cosmice cunoscute nu produce acest tipar luminos, ceea ce întărește ipoteza că ar putea fi vorba despre o nouă categorie de stele.

Totuși, descoperirea a venit și cu o surpriză neplăcută. Observatorul ALMA (Atacama Large Millimeter/submillimeter Array) din Chile a detectat în același obiect urme de oxigen, un element care se formează doar în urma fuziunii nucleare. Acest detaliu i-a făcut pe unii cercetători să pună sub semnul întrebării interpretarea inițială.

„Prezența oxigenului mă neliniștește puțin”, a admis Freese, precizând că echipa lucrează acum la simulări pentru a determina cât oxigen ar putea exista într-o stea întunecată fără a-i compromite natura. „Logica îmi spune că trebuie să existe o tranziție între stelele obișnuite și cele întunecate”, a adăugat coautorul Cosmin Ilie, fizician la Colgate University din New York.

Unii specialiști, precum cosmologul Daniel Whalen de la University of Portsmouth, rămân sceptici. „Majoritatea comunității care studiază Populația III nu crede că stelele alimentate de materie întunecată pot exista. Problema principală este că datele nu fac distincția clară între o stea întunecată și o stea primordială supermasivă. Aici este, de fapt, marea incertitudine.”

O nouă frontieră în înțelegerea universului timpuriu

Deși existența „stelelor întunecate” nu este încă dovedită, simplul fapt că datele JWST permit identificarea unor candidați credibili reprezintă un pas uriaș pentru cosmologie. Dacă ipoteza se confirmă, omenirea ar fi martora primei dovezi observaționale a interacțiunii directe dintre materia întunecată și materia obișnuită.

Katherine Freese consideră că fiecare nouă descoperire a telescopului James Webb deschide o fereastră către o perioadă cosmică complet necunoscută. „Aceste posibile stele întunecate nu sunt doar un nou tip de obiect. Ele sunt o probă a naturii materiei întunecate, un instrument pentru a înțelege cum a început totul”, a declarat cercetătoarea.

Echipa plănuiește acum automatizarea procesului de identificare a stelelor întunecate în seturile de date ale JWST, pentru a căuta rapid noi exemple în imaginile viitoare. Pe măsură ce telescopul continuă să privească mai adânc în cosmos, fiecare pixel capturat ar putea adăuga o piesă lipsă din puzzle-ul originii universului.

Fie că „stelele întunecate” vor fi confirmate sau infirmate, aceste observații schimbă deja modul în care oamenii de știință privesc epoca cosmică de după Big Bang. În adâncurile întunecate ale spațiului, unde lumina abia se năștea, ar putea exista răspunsul la cea mai mare enigmă a astrofizicii moderne: ce este materia întunecată și cât de adânc este amprentată în istoria universului.