Астрономи відкрили найбільш віддалений і, отже, самий ранній приклад злиття галактик. Об'єкти знаходяться на червоному зміщенні 7,15, що в стандартній космології відповідає часу життя Всесвіту приблизно в 750 мільйонів років. Відкриття вдалося зробити завдяки спостереженню пилу, а також ліній кисню та вуглецю за допомогою обсерваторії ALMA, пишуть автори в журналі, препринт доступний на сайті arXiv.org.
Більшість галактик у Всесвіті протягом своєї еволюції стикається і зливається з іншими подібними об'єктами. Однак через надзвичайно великі відстані зірки, як правило, проходять на значній відстані один від одного. Тим не менш, міжзоряні хмари газу і пилу виявляються обурені гравітаційним потенціалом, що змінюється, і змішанням. У них можуть виникати нові рухи та конденсації, що стимулює процес виникнення нових світил, тому взаємодії галактик зазвичай призводять до спалаху зіроутворення, що можна помітити за спектром об'єктів.
Видимі властивості найбільш далеких об'єктів можуть бути модифіковані міжгалактичним середовищем, параметри якого змінювалися в ранні епохи. Після остигання первинної речовини і появи реліктового випромінювання основна маса звичайної матерії представляла атомарний водень. Однак поява світла перших випромінювальних об'єктів, таких як зірки покоління III і квазари, знову почала перетворювати нейтральний водень на іонізований. Цей процес, званий реіонізацією, проходив на червоних зміщеннях приблизно від 15 до 6.
Екстремально далекі галактики можна виділити за ефектом Гана - Петерсона (відсутність випромінювання на частотах вище визначеної). Цей феномен пов'язаний з тим, що до реіонізації міжгалактичне середовище було заповнене нейтральним воднем, який дуже ефективно поглинає будь-яке випромінювання з довжинами хвиль коротше 912 ангстрем, що відповідає іонізації електрона з основного стану. Через розширення Всесвіту, що спостерігається сьогодні випромінювання, виявляється зрушено в більш довгохвильову область, тому на основі граничної частоти можна визначити червоне зміщення випромінювального об'єкта.
Ефект Гана - Петерсона дозволив виділити чимало надзвичайно ранніх галактик на червоному зміщенні більше 7, але їх детальне дослідження зазвичай неможливо через занадто малу яскравість. Тим не менш, епоха реіонізації представляє окремий інтерес в контексті еволюції галактик, оскільки в цей час повинен був відбуватися активний ріст і злиття таких об'єктів, які в той час переважно складалися з незбагаченого важкими елементами водню.
Такуючи Хасимото (Takuya Hashimoto) з японського Університету Васеда і його колеги опублікували результати спектроскопічного дослідження екстремально далекого об'єкта B14-65666 за допомогою масиву телескопів ALMA. Раніше спостереження проводив орбітальний телескоп «Хаббл», який зміг розгледіти дві окремі плями ультрафіолетового випромінювання в системі координат, а дані ALMA дозволили виявити лінії іонізованих вуглецю і кисню (CII 158, m і OIII 88, m) і безперервного випромінювання пилу в двох спектральних смугах.
Висока просторова роздільна здатність ALMA допомогла виявити дві окремі області випромінювання в лініях, які відповідають раніше знайденим «Хабблом», причому їх спектральні центри зрушені один щодо одного, що автори інтерпретують як зміщення через ефект Доплера при русі зі швидкістю близько 200 кілометрів на секунду. Світність у лініях виявилася надзвичайно високою, рекордною для галактик на червоному зміщенні понад 6. Також вдалося оцінити сумарну світність пилу та її температуру, яка опинилася на рівні 50-60 кельвін.
Скориставшись усіма наявними спектральними даними, автори провели моделювання зіркового населення і темпу зіроутворення. Виявилося, що в цьому об'єкті зірки за масою приблизно відповідають 10 відсоткам зірок Чумацького Шляху, проте зіроутворення виявилося надзвичайно інтенсивним, близько 200 мас Сонця на рік (у Чумацькому Шляху ця величина оцінюється на рівні однієї маси Сонця на рік). Разом ця інформація вказує, що B14-65666 - це дві зливні галактики, в яких через взаємодію з величезною швидкістю утворюються нові зірки, що робить даний об'єкт найбільш далеким прикладом злиття.
Раніше за допомогою ALMA вдалося виявити найбільш далекий кисень у Всесвіті. Минулого року радіотелескоп VLA дозволив знайти найбільш далеку радіогалактику, а «Хаббл» побачив найбільш далеку зірку.