Mycket är känt om galaxer. Vi vet, till exempel, att stjärnorna i dem är formade av en blandning av gammalt stjärndamm och molekyler suspenderade i gas. Vad förblir ett mysterium, dock, är processen som leder till att dessa enkla element dras samman för att bilda en ny stjärna.

Men nu ett internationellt team av forskare, inklusive astrofysiker från University of Bath i Storbritannien och National Astronomical Observatory (OAN) i Madrid, Spanien har tagit ett betydande steg mot att förstå hur en galaxs gasinnehåll blir organiserat i en ny generation av stjärnor.

Deras fynd har viktiga konsekvenser för vår förståelse av hur stjärnor bildades under universums tidiga dagar, när galaxkollisioner var frekventa och dramatiska, och stjärn- och galaxbildningen skedde mer aktivt än nu.

För denna studie, forskarna använde den Chilebaserade Atacama Large Millimeter Array (ALMA) – ett nätverk av radioteleskop som kombinerades för att bilda ett, megateleskop – för att observera en typ av galax som kallas en tidvattendvärggalax (TDG). TDG:er dyker upp från skräpet från två äldre galaxer som kolliderar med stor kraft. De är aktivt stjärnbildande system och orörda miljöer för forskare som försöker sätta ihop de första dagarna av andra galaxer, inklusive vår egen – Vintergatan (tros vara 13,6 miljarder år gammal).

"Den lilla galaxen vi har studerat föddes i ett våldsamt, gasrik galaktisk kollision och erbjuder oss ett unikt laboratorium för att studera fysiken för stjärnbildning i extrema miljöer, " sa medförfattaren professor Carole Mundell, chef för astrofysik vid University of Bath.

Från deras observationer, forskarna lärde sig att en TDG:s molekylära moln liknar de som finns i Vintergatan, både vad gäller storlek och innehåll. Detta tyder på att det pågår en universell stjärnbildningsprocess i hela universum.

Oväntat, dock, TDG i studien (märkt TDG J1023+1952) visade också ett överflöd av dispergerad gas. I Vintergatan, gasmoln är de överlägset mest framträdande stjärnbildande fabrikerna.

"Det faktum att molekylär gas uppträder i både molnform och som diffus gas var en överraskning, sa professor Mundell.

Dr. Miguel Querejeta från OAN i Spanien och huvudförfattare till studien tillade:"ALMA:s observationer gjordes med stor precision så vi kan med tillförsikt säga att bidraget från diffus gas är mycket högre i tidvattendvärggalaxen vi studerade än vad som vanligtvis hittas i normala galaxer."

Han tillade:"Detta betyder troligen att det mesta av molekylgasen i denna tidvattendvärggalax inte är involverad i bildandet av stjärnor, som ifrågasätter populära antaganden om stjärnbildning."

På grund av det stora avståndet som skiljer jorden från TDG J1023+1952 (cirka 50 miljoner ljusår), enskilda moln av molekylär gas visas som små områden på himlen när de ses med blotta ögat. Dock, ALMA har kraften att urskilja de minsta detaljerna.

"Vi har lyckats identifiera moln med en skenbar storlek så liten som att observera ett mynt placerat flera kilometer från oss, sade professor Mundell, och tillägger:"Det är anmärkningsvärt att vi nu kan studera stjärnor och gasmolnen från vilka de bildas i en våldsam extragalaktisk kollision med samma detalj som vi kan studera de som bildas i vår egen Vintergatans lugna miljö."