Le cosiddette Dark Stars (stelle nere o oscure) sarebbero enormemente diverse dalle stelle che vediamo in cielo. Sono state recentemente teorizzate da alcuni scienziati e potrebbero essere esistite agli arbori dell'universo, nutrendosi di materia oscura. Secondo le ipotesi, le stelle nere avrebbero masse un milione di volte quella del Sole e sarebbero anche oltre un miliardo di volte più luminose (nonostante il nome!), il che spiegherebbe perché possiamo vederle a tali distanze. Tuttavia, è il caso di sottolineare che qualsiasi discorso implichi la materia oscura è altamente speculativo dato che, di fatto, non sappiamo cosa essa sia e non abbiamo evidenze dirette che essa esista davvero. È vero, però, che le galassie primordiali osservate finora possono creare qualche perplessità perché molte di esse sembrano più evolute di quanto la fisica convenzionale suggerirebbe, tenuto conto del breve lasso di tempo che hanno avuto a disposizione per crescere dopo il Big Bang.

In ogni caso, il James Webb Space Telescope (JWST), con le sue ormai comprovate e sbalorditive capacità, è abbastanza sensibile da rilevare la luce delle galassie che si sono formate poche centinaia di milioni di anni dopo il Big Bang e sembra poter far luce anche su questa classe ipotetica di oggetti.

Lo studio, a cura di Cosmin Ilie, Jillian Pauline e Katherine Freese, è stato pubblicato sul Proceedings of the National Academy of Sciences.

 

Stelle scambiate per galassie?

Il team sostiene che alcuni degli oggetti osservati da Webb nel giovane universo potrebbero non essere affatto galassie ma stelle oscure supermassicce. A questa distanza, sostengono, il JWST non ha la risoluzione angolare per dire se sta vedendo una sorgente puntiforme o una galassia più estesa. In tal caso, il JWST avrebbe raccolto le prime prove dell'esistenza di questi oggetti esotici nell'universo primordiale.

Le attuali teorie cosmologiche suggeriscono che l'universo è pieno di materia oscura, un'ipotetica componente della materia che non emette radiazione elettromagnetica (ed è pertanto invisibile) e che questa supererebbe di gran lunga la materia ordinaria (che, invece, possiamo vedere). Questa roba oscura, lo dice il nome, non è ancora stata rilevata e confermata direttamente ma produce effetti gravitazionali osservabili.
Il Bing Bang non l'ha distribuita uniformemente. Quindi, la materia ordinaria si è sempre raccolta attorno alle concentrazioni molto più grandi di materia oscura a causa della sua attrazione gravitazionale. Ed è così che si sono formate le prime galassie (forse!). In molti modelli, la materia oscura è la sua stessa antiparticella. Quindi, quando due particelle di materia oscura si scontrano, annichilano, riscaldando tutta la materia visibile nelle vicinanze.

Secondo gli autori, le stelle oscure sono così grandi che se una sostituisse il Sole, la sua superficie finirebbe oltre l'orbita di Saturno e, proprio a causa della loro massa, non potrebbero sostenere la classica fusione. Potrebbero, invece, annichilire particelle di materia oscura, rilasciando energia sufficiente per riscaldare la superficie a circa 10.0000 gradi Celsius (quasi come Sirio), producendo una quantità sbalorditiva di luce.

Un tale rilascio di energia non potrebbe essere sostenuto a lungo. Gli scienziati ritengono che quando le Dark Stars esauriscono la materia oscura che le alimenta, collassano in buchi neri, fornendo i semi per i buchi neri supermassicci (SMBH) che si trovano al centro delle galassie. La presenza di tali SMBH che alimentano i quasar nell'universo primordiale è un altro problema che i fisici stanno faticando a spiegare.

stelle nere
Il James Webb Space Telescope ha individuato tre oggetti che potrebbero essere formati da particelle di materia oscura che si annichilano a vicenda.
Crediti immagine: NASA/ESA


Incertezza

Ovviamente per ora non abbiamo alcuna prova di questa teoria e gli stessi autori se ne rendono conto. "JADES-GS-z13-0, JADES-GS-z12-0 e JADES-GS-z11-0 sono tre oggetti coerenti con l'interpretazione delle stelle nere ma il documento riconosce che un quarto oggetto, i cui spettri hanno superato un test di idoneità iniziale, non potrebbe adattarsi al modello Dark Stars. Se questo oggetto è qualcosa di più convenzionale di una stella oscura, forse allora lo sono anche gli altri tre.

Tuttavia, il team propone un test: se i tre oggetti in questione fossero stelle oscure, i loro spettri dovrebbero avere linee di assorbimento per l'elio distintive, in particolare una linea di assorbimento a 1640 Ångstrom, dove una galassia composta da stelle ordinarie avrebbe invece linee di emissione. Ancora, però, il JWST non ha studiato i candidati in modo sufficientemente dettagliato per risolvere la questione.