Forskare som använde ALMA (Atacama Large Millimeter/submillimeter Array) observerade signaler av syre, kol, och damm från en galax i det tidiga universum för 13 miljarder år sedan. Detta är den tidigaste galaxen där denna användbara kombination av tre signaler har upptäckts. Genom att jämföra de olika signalerna, teamet fastställde att galaxen faktiskt är två galaxer som smälter samman, vilket gör det till det tidigaste exemplet på sammanslagna galaxer som hittills upptäckts.

Takuya Hashimoto, en postdoktor vid Japan Society for the Promotion of Science och Waseda University, och hans team använde ALMA för att observera B14-65666, ett föremål som ligger 13 miljarder ljusår bort i stjärnbilden Sextans. På grund av ljusets ändliga hastighet, signalerna vi får från B14-65666 fick idag resa i 13 miljarder år för att nå oss. Med andra ord visar de oss bilden av hur galaxen såg ut för 13 miljarder år sedan, mindre än 1 miljard år efter Big Bang.

ALMA upptäckte radioemissioner från syre, kol, och damm i B14-65666. Detta är den tidigaste galaxen där alla tre dessa signaler har upptäckts. Detekteringen av flera signaler är viktig eftersom de bär kompletterande information.

Dataanalys visade att utsläppen är uppdelade i två blobbar. Tidigare observationer med Hubble Space Telescope (HST) hade avslöjat två stjärnhopar i B14-65666. Nu med de tre emissionssignalerna som upptäckts av ALMA, teamet kunde visa att de två klumparna faktiskt bildar ett enda system, men de har olika hastigheter. Detta indikerar att klumparna är två galaxer som håller på att smälta samman. Detta är det tidigaste kända exemplet på sammanslagna galaxer. Forskargruppen uppskattade att den totala stjärnmassan för B14-65666 är mindre än 10 % av Vintergatan. Detta betyder att B14-65666 är i de tidigaste faserna av sin utveckling. Trots sin ungdom, B14-65666 producerar stjärnor 100 gånger mer aktivt än Vintergatan. Sådan aktiv stjärnbildning är en annan viktig signatur för galaktiska sammanslagningar, eftersom gaskompressionen i kolliderande galaxer naturligt leder till sprängd stjärnbildning.

"Med rik data från ALMA och HST, kombinerat med avancerad dataanalys, vi skulle kunna sätta ihop bitarna för att visa att B14-65666 är ett par sammanslagna galaxer i universums tidigaste era, " förklarar Hashimoto. "Detektering av radiovågor från tre komponenter i ett så avlägset objekt visar tydligt ALMA:s höga förmåga att undersöka det avlägsna universum."

Moderna galaxer som vår Vintergatan har upplevt otaliga, ofta våldsam, sammanslagningar. Ibland svalde en större galax en mindre. I sällsynta fall, galaxer med liknande storlekar slogs samman för att bilda en ny, större galax. Sammanslagningar är avgörande för galaxens evolution, så många astronomer är ivriga att spåra fusionernas historia.

"Vårt nästa steg är att söka efter kväve, ett annat viktigt kemiskt element, och även kolmonoxidmolekylen, sade Akio Inoue, professor vid Waseda University. "I sista hand, vi hoppas kunna observationsmässigt förstå cirkulationen och ackumuleringen av element och material i samband med galaxbildning och evolution."