Flytta gränserna för det största millimeterteleskopet med en bländare i världen, och koppla den med gravitationell linser, University of Massachusetts Amherst -astronomen Alexandra Pope och kollegor rapporterar att de har upptäckt en överraskande hastighet av stjärnbildning, fyra gånger högre än tidigare upptäckt, i en dammskymd galax bakom ett Frontier Fields-kluster.

Som påven förklarar, "Detta mycket avlägsna, en relativt typisk galax är känd för oss, och vi visste att det bildade stjärnor, men vi hade ingen aning om vad dess verkliga stjärnbildningshastighet var eftersom det är så mycket damm som omger den. Tidigare observationer kunde inte nå det. Att få reda på att 75 procent av dess stjärnbildning döljts av damm är anmärkningsvärt och spännande. Dessa observationer visar tydligt att vi har mer att lära. "

Hon tillägger, "Historiker vill veta hur civilisationer byggdes upp, och vi astronomer vill veta var och hur elementen i universum bildades och var allt består av, kom från. "Studien accepteras för publicering i The Astrophysical Journal .

Det nya verktyget som har möjliggjort sådana avslöjanden är det 50 meter stora millimeterteleskopet (LMT) som har observerats som ett 32-meters teleskop som ligger på en utdöd vulkan i centrala Mexiko i "tidigt vetenskapsläge" sedan 2013. Drivs gemensamt av UMass Amherst och Mexikos Instituto Nacional de Astrofísica, Óptica y Electrónica (INAOE), det erbjuder häpnadsväckande ny kraft att kika in i dammiga galaxer, säger astrofysikern.

Påve, en expert på att analysera hur damm maskerar stjärnbildning, säger att spåra dammskymmade galaxer vid tidiga epoker ger bra vägvisare för att förstå hur universum blev berikat med metaller med tiden. "Vi vet på grundnivå att metaller bildas i stjärnor, men uppbyggnadstakten under kosmisk tid vet vi inte, "påpekar hon." Vi vet vad vi ser idag men vi vet inte hur det kom till, och vi vill fylla i den bilden. "

Övergripande, hon och kollegor skriver, "Denna anmärkningsvärda lägre massa-galax som visar tecken på både låg metallicitet och hög dammhalt kan utmana vår bild av dammproduktion i det tidiga universum."

Innan AzTEC -kameran på LMT tog observationer av denna galax, astronomer förlitade sig på Hubble -rymdteleskopbilder för att studera stjärnbildning, Säger påven. Men de flesta stjärnbildningar döljs av damm, så Hubble -bilderna kunde inte göra en fullständig folkräkning av uppbyggnaden av stjärnor i denna galax. "Tidigare millimeterobservationer har begränsats till de mest extrema dammiga galaxerna. Med denna studie har vi har upptäckt en överraskande hög hastighet av dammskymd stjärnbildning i en typisk galax i det tidiga universum. "

Med gravitationell lins, forskare använder en förgrundsmassa - en annan galax eller ett galaxkluster - som ett objektiv. Som ljus från mycket avlägset, bakgrundsgalaxer passerar genom, den förstoras. "Denna teknik erbjuder ett sätt att se saker som är mycket svagare än ditt teleskop kan se, "konstaterar hon. Som spåras i Hubbles bilder, den linsade galaxen de studerade i Frontier Fields -klustret visade att den endast bildade cirka fyra solmassor av nya stjärnor per år, som är en "ganska typisk" observation och föga förvånande för astronomer idag, Säger påven. "Men sedan avslöjade LMT -observationerna ytterligare 15 solmassor per år, vilket betyder att vi hade saknat ungefär tre fjärdedelar av stjärnbildningen som pågår. "

Hon tillägger, "Vi är ännu inte i nivå med att upptäcka all stjärnbildning som pågår, men vi blir bättre. Ett av de stora målen för oss är att driva observationer vid längre våglängder och spåra dessa mycket dammiga galaxer vid tidiga epoker. Vi driver observationer i denna riktning och det faktum att Hubble hittade bara en fjärdedel av stjärnbildningen i denna avlägsna normala galax är en enorm motivation för att göra mycket fler sådana här studier. "

Redan nästa år, Påven och hennes kollega Grant Wilson kommer att installera på LMT ett nytt toppmodern bildsystem han bygger, kallad TolTEC. Den kommer att erbjuda kartläggningshastighet 100 gånger snabbare än LMT:s nuvarande kapacitet, vilket gör den till den snabbaste millimetervåglängdspolarimetriska kameran på jorden för att utföra djupa undersökningar av universum, Säger Wilson. Det bör göra det möjligt för astronomer att skapa en folkräkning av stjärnbildande galaxer, och observationer som kräver fem år att slutföra idag kommer att göras på lite mer än en vecka.

Påven säger, "För närvarande, vår folkräkning av dammskymd stjärnbildningsaktivitet i galaxer är allvarligt ofullständig, särskilt i det avlägsna universum. Med TolTEC på LMT, vi kommer att kunna göra en fullständig folkräkning av dammskymd stjärnbildningsaktivitet i galaxer under 13 miljarder år av kosmisk tid.