Ju djupare du tittar på universum desto längre tid kommer du tillbaka. Ibland kan du till och med gräva för djupt och se "unga" galaxer som liknar Vintergatan, som ligger 12 miljarder år från oss.
En konstnärlig tolkning av föreläsaren av Vintergatan i det tidiga universum. Placeras mot bakgrund av en kvasarglittring genom "super-halo" av gasformigt väte som omger galaxen.
Genom att skanna gamla föremål i universum lyckas astronomerna förstå hur vår galax såg ut i sin ungdom.
Med hjälp av Atakams stora millimeter-intervall gitter (ALMA) kunde forskare hitta "gjutningar" av galaxer som vår, när deras stjärnformation bara höjde fart. Då växte universum till 2 miljarder år. Eftersom ljuset har fart, ser djupt in i rymden att du bokstavligen ser på det förflutna och beundrar galaxerna 12 miljarder år bort från jorden. Den moderna kosmos är 13,8 miljarder år gammal.
Med tanke på två gamla galaxer i infraröda våglängder märkte forskare att de i tidig utveckling hade långsträckta vätegasskivor som var signifikant överlägsen mindre områden av stjärnformationer inuti. De såg också roterande gas- och dammskivor och bildade snabbt stjärnor (upp till 100 solmassor per år). För att se galaxerna ALMA J081740.86 + 135138.2 och ALMA J120110.26 + 211756.2 var det nödvändigt att använda ljuset av två kvasar i bakgrunden. Dessa är supermassiva svarta hål omgivna av ljusa ackretionsskivor. De betraktas som centrum för aktiva galaxer.
Kompositbild av en ung galax, som liknar Vintergatan, separerad av 12 miljarder ljusår, liksom en bakgrundsfasar, som ligger 12,5 miljarder ljusår.
Vanligtvis är det svårt att titta på galaxer före en quasar, eftersom kvasarna är mycket ljusa och den unga galaxen är svag. Men ALMA kunde spåra det infraröda ljuset från det joniserade kolet i galaxer, som i sig skiner, liksom silhuetten av väte i kvasarnas glöd. Kol som sänder ljus vid en våglängd på 158 mikrometer (långt infraröd region) karakteriserar varje galaxs struktur och utsläpp av infrarött ljus från damm visar områden av stjärnfödsel.
Lysande kol gav också ledtrådar till galaxernas struktur. Det visade sig att han flyttade från vätegas, som ursprungligen sett av astronomer. Det betyder att galaktiska gaser sträcker sig långt från en tät kolzon, vilket indikerar att varje galax är utrustad med en stor vätehalo.
Med tanke på förgrundsobjekten, "vi förväntade oss att se en svag bristning direkt ovanför kvasaren, och i stället märkte ljusa galaxer på ett stort avstånd från kvasaren", sa astrophysicist J. Xavier Prohaska vid University of California (Santa Cruz). Uppgifterna visade också att unga galaxer redan har börjat rotera, och detta är ett tecken på spiralgalaxer, som Milky Way.
Sökandet efter sådana tidiga galaxer började 2003, då Prohaska arbetade med tanken på att använda kvasars spektra och våglängderna av ljus som de släpper ut för att finna i galaxens förgrund. Denna metod kallas Lyman-alfa-dämpade system, eftersom vätegas blockerar vissa våglängder av ljus från kvasaren, vilket avslöjar närvaron och omfattningen av gas.
"ALMA hjälpte till att lösa en flerårig debatt om galaxbildningen", säger Chris Carilli, en astronom på National Radio Astronomy Observatory i Socorro, New Mexico. "Det visade sig att några väldigt tidiga galaxer har halor som expanderas mycket mer än tidigare trodde", sa han och tillade att dessa halor "kan representera framtida material för galaxens tillväxt".
