När universum bara var en tiondel av sin nuvarande ålder upplevde dess galaxer en tillväxtspurt. Det var denna period som forskarna i ALPINE-projektet fokuserade på när de använde ESO:s ALMA-teleskop för att genomföra den första stora undersökningen någonsin av avlägsna galaxer. Till deras förvåning, dessa galaxer som observerades i de tidiga stadierna av deras liv var mycket mer mogna än förväntat. Deras arbete är föremål för en serie artiklar som publicerades den 27 oktober 2020 i tidskriften Astronomi &Astrofysik , undertecknat bland annat av medlemmar av CNRS och Aix-Marseille Université.

Galaxer började bildas mycket tidigt i universums historia. Att studera deras barndom, det är därför nödvändigt att gå tillbaka till tidernas gryning, genom att observera mycket avlägsna galaxer. ALPINE-projektet fokuserade på en period mellan 1 och 1,5 miljarder år efter Big Bang, när de första galaxerna upplevde en fas av snabb tillväxt. Även om sådana avlägsna galaxer redan har observerats, det är första gången som så många av dem har studerats systematiskt. Bilder av 118 massiva galaxer, erhållna med rymdteleskopen Hubble (synligt ljus) och Spitzer (nära infrarött), samt spektra som förvärvats med de markbaserade VLT- och Keck-teleskopen, kompletterades med 70 timmars observation med ALMA vid submillimetervåglängder (mellan de infraröda och radiovågorna).

ALMA kan kvantifiera damm, ett tecken på mognad i galaxer, och kall gas, som ger information om deras tillväxthastighet och antalet stjärnor de kan bilda, såväl som rörelsen av denna gas, på så sätt avslöjar dynamiken i galaxer. Och detta visade en del överraskande data. Till en början, de observerade galaxerna visade sig vara mycket rika inte bara på kall gas, som driver stjärnbildningen, men också i damm, som tros vara en biprodukt av stjärnor i slutet av deras liv. Så trots deras unga ålder, dessa galaxer hade tydligen sett bildandet och döden av en första generation av stjärnor. De undersökta galaxerna uppvisar också en häpnadsväckande mångfald av former:vissa är oordnade, andra har redan en roterande skiva som kan sluta som en spiralstruktur som Vintergatan, medan ytterligare andra har upptäckts på väg att slås samman. En annan överraskande observation är att vissa galaxer verkar spruta ut gas, bildar mystiska glorier runt dem. Undersökningen väcker alltså ett antal nya frågor om galaxernas tidiga utveckling.