Trots betydande framsteg under det senaste halvseklet när det gäller att förstå hur galaxer bildas, viktiga öppna frågor kvarstår om hur exakt den diffusa gasen i det intergalaktiska mediet omvandlas till stjärnor. En möjlighet, föreslagna i nyare teoretiska modeller, är att den tidiga fasen av galaxbildningen involverar en epok då galaxer innehåller en stor mängd gas men fortfarande är ineffektiva när det gäller att bilda stjärnor. Direkt bevis på en så mörk fas har hittills varit svårfångade, dock — trots allt, mörka galaxer avger inte mycket synligt ljus. Observationsupptäckten av sådana galaxer skulle därför fylla en viktig lucka i vår förståelse av galaxens evolution.

Det finns sätt att identifiera mörka galaxer, dock. Ett internationellt team ledd av Dr. Raffaella Anna Marino och Prof. Sebastiano Cantalupo från institutionen för fysik vid ETH Zürich har nu gjort just det, och kunde söka på himlen efter potentiella mörka galaxer med oöverträffad effektivitet. De rapporterar sina resultat i en tidning som publicerades idag i The Astrophysical Journal , och har identifierat minst sex starka kandidater för mörka galaxer.

För att övervinna hindret att deras målobjekt är mörka, laget använde kvasarer som en slags ficklampa. Dessa avger intensivt ultraviolett ljus, vilket i sin tur inducerar fluorescerande emission i väteatomer som kallas Lyman-alfa-linjen. Som ett resultat, signalen från alla mörka galaxer i närheten av kvasaren får ett uppsving, göra dem synliga. Sådan fluorescerande belysning har använts tidigare i sökningar efter mörka galaxer, men Marino et al. sökte i närheten av kvasarer på större avstånd än vad som varit möjligt i tidigare observationer.

De skaffade den fullständiga spektrala informationen för var och en av kandidaterna för mörk galax. Djupa observationer – 10 timmar för vart och ett av de sex kvasarfälten de studerade – gjorde det möjligt för Marino och hennes kollegor att effektivt urskilja kandidater för mörka galaxer från andra källor. Från initialt 200 Lyman-alfa-sändare, ett halvdussin regioner kvar som sannolikt inte är normala stjärnbildande stjärnpopulationer, vilket gör dem till robusta kandidater för mörka galaxer.

Framstegen i observationsförmåga har blivit möjliga tack vare instrumentet Multi Unit Spectroscopic Explorer (MUSE) vid Very Large Telescope (VLT) vid European Southern Observatory (ESO) i Chile. I huvudsak, tidigare studier var begränsade till att avbilda ett relativt smalt band av frekvenser, för vilka specifika filter måste konstrueras. Instrumentet MUSE tillät istället att jaga "blindt" - utan filter - efter mörka galaxer runt kvasarer på större avstånd från jorden än vad som hittills varit möjligt.