质量是太阳十亿倍或更大的黑洞位于许多星系的中心，驱动着它们的自转和发展。在今天，大爆炸后约140亿年，这很常见，但在早期宇宙中，这样的超大质量黑洞非常罕见——或者至少应该是罕见的。宇宙年龄不到十亿年时就存在超大质量黑洞的证据让科学家们感到困惑，因为当前的恒星演化理论表明，这样的巨型黑洞需要更长的时间才能成长。现在看来，这个谜团可能由一种神秘物质——暗物质来解开。
早期超大质量黑洞的谜题在2003年开始显现，当时斯隆数字巡天发现了大约六个这样的黑洞。根据传统思维，第一批普通恒星诞生于宇宙大约2亿年时，但考虑到当时的宇宙状态，它们最多可能形成质量约为太阳100倍的黑洞。合并并形成斯隆巡天观测到的十亿年历史、十亿太阳质量的巨兽需要太长时间。
密歇根大学安娜堡分校的理论物理学家凯瑟琳·弗里斯和她的同事们说，暗物质可以解决这个难题。这种看不见但通过引力展示其存在的物质，至少占宇宙物质的80%（约占整个宇宙的四分之一）。但科学家们不确定暗物质究竟是由什么构成的。领先的假设候选者包括弱相互作用的大质量粒子，称为中性微子。当它们相遇时，它们可以相互湮灭，产生热量、伽马射线、中微子和反物质粒子，如正电子和反质子。
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弗里斯和她的同事们计算出，当宇宙只有8000万到1亿年时，当原恒星气体云试图冷却和收缩时，它们的引力会吸引中性微子，这些中性微子会相互湮灭，释放能量，从而创造出第一批恒星。他们将这些天体称为“暗星”，由暗物质而非正常恒星中的核能提供能量。
他们最初的发现暗示，暗星会比普通恒星小得多。由于暗星不需要普通恒星中看到的高密度，普通恒星依赖于原子核被强制在一起进行聚变，因此它们会更蓬松，最大的暗星宽度可达太阳的约20万倍。科学家们还估计，暗星较冷的表面温度将允许它们增长到太阳质量的1000倍，而当前恒星的质量上限约为太阳质量的150倍。
弗里斯和她的同事们计划将他们的分析提交给天体物理学杂志，他们认为暗星在耗尽燃料并坍缩之前，可能已达到10万太阳质量或更多。他们分析了中性微子流入暗星并被原子捕获的频率，得出结论，暗物质粒子可以为暗星的生长提供比最初认为的更长时间的燃料。
在超大质量暗星耗尽暗物质后，它们会收缩，引发核聚变，并作为普通恒星继续存在约一百万年。弗里斯说，这些恒星不会变成超新星——“它们太大了”——相反，它们会坍缩成质量相同的黑洞。其中一些黑洞可能会在大爆炸后的十亿年内合并成巨型黑洞。
超大质量暗星的亮度将是太阳的十亿倍，但仍能以我们太阳的温度发出黄光。弗里斯希望詹姆斯·韦伯太空望远镜（目前计划于2014年发射）能够看得足够远，以探测到这种蓬松的巨星。但是，现在不太可能形成暗星，因为现在暗物质的密度平均只有暗星存在时期的1/8000，当时宇宙要紧凑得多。
并非所有人都相信暗星是真实存在的。密歇根州立大学的天体物理学家布莱恩·奥谢认为，这个想法依赖于太多关于暗物质性质的假设——例如，如果暗物质是由另一种理论粒子（称为隐形轴子，它不会自湮灭）构成的，则暗星可能无法形成。
尽管如此，德克萨斯大学奥斯汀分校的天体物理学家保罗·R·夏皮罗认为，暗星“是暗物质合理模型的合理结果”。如果科学家们确实发现了暗星，它们可能不仅有助于阐明黑洞，还有助于暗示暗物质实际上可能是什么。“如果暗星确实存在，那将非常酷，”奥谢指出。