Signaler skrivna i element från det tidiga universum har avslöjat den äldsta kända sammanslagningen mellan två galaxer, som ägde rum mindre än en miljard år efter Big Bang.
Forskare vände sig nyligen till Atacama Large Millimeter Array (ALMA) teleskopet i Chile för att leta efter radioutsläpp från en avlägsen men mycket ljus stjärnbildande galax känd som B14-65666, belägen cirka 13 miljarder ljusår från jorden. Tidigare observationer i det ultravioletta spektrumet av Hubble Space Telescope antydde att galaxen innehöll två "klumpar" av stjärnor, den nordöstra "Clump A" och den sydvästliga "Clump B."
Nya observationer med ALMA, ett mycket känsligt radioteleskop, identifierade tre distinkta signaturer i var och en av de två klumparna: de från kol, syre och damm. (De tre källorna producerar alla distinkta signaler i radiovågor.) Sådana signaler har aldrig hittats i en gammal galax; variationer mellan dessa signaler berättade för forskarna att B14-65666s dubbla kluster representerade två galaxer som hade gått samman innan universum till och med var en miljard år gammal, rapporterade forskarna i en ny studie.
Beläget i Chiles Atacama-öken använder ALMA 66 markbaserade antenner för att upptäcka några av universumets kallaste och mest avlägsna föremål och skanna himlen med ett "öga" som är tio gånger skarpare än Hubbles, enligt European Space Agency.
ALMA: s observationer av B14-65666 avslöjade signaler som var osynliga för Hubble. Även om studieförfattarna upptäckte damm, kol och syre i båda galaktiska klumparna, rörde utsläppen från klump A sig med en annan hastighet än samma utsläpp i klump B.
Detta antydde för forskarna att klumparna var resterna av två galaxer som hade kolliderat i "en större sammanslagning" som fortfarande pågår, vilket gjorde B14-65666 till det äldsta kända exemplet på en galaktisk kollision, skrev forskarna.
De noterade också att de höga temperaturerna i dammet och ljusstyrkan hos B14-65666 sannolikt berodde på kraftig ultraviolett strålning orsakad av extremt aktiv stjärnbildning. Galaxen är cirka 100 gånger mer aktiv än Vintergatan, trots att Vintergatan är den större galaxen med cirka 90%, rapporterade forskarna.
Detta ger ännu ett bevis på att denna galax bildas från en kollision, eftersom galaktiska sammanslagningar vanligtvis producerar en frenesi av stjärnfödslar från den ökade gaskomprimeringen på grund av påverkan, enligt studien.
"Med rik data från ALMA och HST, i kombination med avancerad dataanalys, kunde vi sätta ihop bitarna för att visa att B14-65666 är ett par sammanslagande galaxer i universumets tidigaste era," författar studiens författare Takuya Hashimoto, en postdoktoral forskare med det japanska föreningen för främjande av vetenskap och Waseda-universitetet i Tokyo, sade i ett uttalande.
Kvantiteten och kvaliteten på tillgängliga data från B14-65666 gör det till en bra kandidat för vidare studier, sade forskarna. Nästa steg kan inkludera sökning efter kemiska fingeravtryck av kväve- och kolmonoxidmolekyler för att samla en mer detaljerad bild av hur de tidigaste galaxerna bildades och utvecklats, sa medförfattare Akio Inoue, professor vid Waseda University, i uttalandet.
Resultaten publicerades online måndag (17 juni) i tidskriften Publications of the Astronomical Society of Japan.
