Egenskaber for en massiv galakse 800 millioner år efter Big Bang

Søgninger efter de fjerneste galakser har nu undersøgt tidligere end den første milliard år i universets historie, tidligt nok til at begynde at se de primære virkninger af de første stjerner:genioniseringen af ​​neutrale atomer.

Astronomer ønsker at forstå, hvordan galakser blev dannet og udviklet sig i denne periode, tidshorisonten for denne reionisering, arten af ​​de objekter, der leverede de ioniserende fotoner, og scenarierne, hvor galakser og deres interstellare medium (ISM) bliver beriget med atomer lavet i stjerneovne. Selvom galakser fra denne æra i øjeblikket bliver opdaget i dybe optiske og nær-infrarøde undersøgelser, de fleste af dem er lavmassegalakser, meget svag, og berigelsesprocessen er svær at studere. Mere lysende, massive stjernedannende galakser menes at være til stede og spille en stor rolle i reionisering, men fordi disse store objekter er svære at samle så tidligt i kosmisk tid, er der ikke mange af dem.

Massive stjernedannende galakser, der indeholder støv, udsender kraftig stråling ved submillimeterbølgelængder, og disse objekter kan findes ved hjælp af submillimeterteleskoper. De giver derfor mulighed for at studere ekstreme tilfælde af metal-/støvberigelse af ISM tidligt i reioniseringens æra. CfA-astronomerne Matt Ashby og Chris Hayward var medlemmer af et stort hold, der brugte Sydpolteleskopet til at opdage et sæt af disse støvede galakser. De bestemte deres afstande ved hjælp af ALMA-teleskoperne ved at se på den rødforskudte bølgelængde af kuliltemolekyle i deres ISM. Den fjernest kendte støvede galakse blev opdaget på denne måde, og efterfølgende observationer af den med andre faciliteter bekræftede dens kosmologiske afstand. Forskerne begrænsede objektets egenskaber ved at modellere de observerede kontinuum og spektrallinjer, og fandt ud af, at objektet har en gasmasse på omkring 330 milliarder solmasser; til sammenligning, Mælkevejens estimerede gasmasse er omkring fem milliarder solmasser (det meste af dens masse er i stjerner). Den støvede galakse danner nye stjerner med en anslået hastighed på flere tusinde om året - dog med den antagelse, at processen ligner det, man ser i nærliggende galakser. Dette sjældne og fjerne objekt tilbyder en af ​​de bedste sonder hidtil i aktiviteten i galakser, da universet var meget ung.