En massiv protocluster af fusionerende galakser i det tidlige univers

Submillimeter galakser (SMG'er) er en klasse af de mest lysende, fjern, og hurtigt stjernedannende galakser kendt og kan skinne klarere end en billion sole (omkring hundrede gange mere lysende i alt end Mælkevejen). De er generelt svære at opdage i det synlige, imidlertid, fordi det meste af deres ultraviloet og optiske lys absorberes af støv, som igen opvarmes og udstråler ved submillimeter bølgelængder - grunden til, at de kaldes submillimeter galakser. Strømkilden til disse galakser menes at være høje hastigheder af stjernedannelse, så meget som tusind stjerner om året (i Mælkevejen, satsen er mere som en stjerne om året). SMG'er stammer typisk fra det tidlige univers; de er så fjerne, at deres lys har rejst i over ti milliarder år, mere end 70 % af universets levetid, fra epoken omkring tre milliarder år efter big bang. For det tager tid for dem at have udviklet sig, astronomer tror, ​​at selv en milliard år tidligere, de sandsynligvis aktivt lavede stjerner og påvirkede deres miljøer, men meget lidt er kendt om denne fase af deres udvikling.

SMG'er er for nylig blevet identificeret i galakseprotocluster, grupper af snesevis af galakser i universet, da det var mindre end et par milliarder år gammelt. At observere massive SMG'er i disse fjerne protoclusters giver afgørende detaljer for at forstå både deres tidlige udvikling og den af ​​de større strukturer, som de tilhører. CfA-astronomerne Emily Pass og Matt Ashby var medlemmer af et team, der brugte infrarøde og optiske data fra Spitzer IRAC og Gemini-South-instrumenterne, henholdsvis, at studere en tidligere identificeret protocluster, SPT2349-56, i æraen kun 1,4 milliarder år efter big bang. Protoclusteret blev spottet af South Pole Telescope millimeter bølgelængder og derefter observeret mere detaljeret med Spitzer, Tvilling, og ALMA submillimeter array.

Protoclusteret indeholder en bemærkelsesværdig koncentration af fjorten SMG'er, hvoraf ni blev detekteret af disse optiske og infrarøde observationer. Astronomerne var derefter i stand til at estimere stjernemasserne, aldre, og gasindhold i disse SMG'er, såvel som deres stjernedannelseshistorier, en bemærkelsesværdig præstation for sådanne fjerne objekter. Blandt andre egenskaber ved protocluster, forskerne udleder, at dens samlede masse er omkring en billion solmasser, og dens galakser laver stjerner på en måde, der ligner stjernedannelsesprocesser i det nuværende univers. De konkluderer også, at hele ensemblet formentlig er midt i en kolossal fusion.