Благодаря огромной чувствительности интерферометрической решетки ALMA (Atacama Large Millimeter / Submmillimeter Array) астрономы непосредственно наблюдали пару галактик, похожих на Млечный Путь, начиная с того времени, когда возраст Вселенной составлял восемь процентов от ее нынешнего возраста. Эти предки современных больших спиральных галактик окружены огромными залами — так называемыми объектами супергало, состоящими из водорода и простирающимися на десятки и тысячи световых лет за пределы галактических дисков.
Астрономы первоначально обнаружили эти галактики, изучая интенсивный свет еще больших расстояний от квазаров. Этот свет на пути к наблюдателю на Земле проходит через галактики, «собирая» уникальные спектральные узоры окружающего газа. Эта методика, однако, имеет свои недостатки — она не позволяет, помимо прочего, непосредственно наблюдать свет, излучаемый галактикой, потому что она затем гаснет в свете гораздо более яркого квазара.
Радиотелескопы ALMA (ESO) позволяют делать намного больше. Астрономы могут наблюдать естественное свечение галактик в миллиметровом диапазоне длин волн. Он образован ионизированными атомами углерода, которые находятся в плотных и пыльных областях звездообразования в галактиках. Однако эта связанная с углеродом картина значительно смещена от спектральных картин газа, ранее наблюдаемых посредством поглощения квазара. Вероятно, это означает, что газовая оболочка галактики простирается далеко-далеко за пределы ее преимущественно звездной дисковой структуры. Итак, эти галактики окружены чем-то вроде массивного гало из водорода. Расстояния от изучения квазаров и двух галактик, непосредственно наблюдаемых с помощью телескопов ALMA, составляют порядка 137 000 и 59 000 световых лет!
Новые данные, собранные сетью ALMA, показывают, что к тому времени эти молодые галактики должны были вращаться. В свою очередь, вращение вокруг оси является одной из отличительных черт массивных спиральных галактик, которые мы видим сегодня во Вселенной. Наблюдения ALMA также показывают, что обе галактики формируют новые звезды с довольно высокой скоростью, причем одна галактика имеет чуть более 100, а другая — 25 солнечных масс в год. Так что это массивные, богатые пылью галактики с активными процессами звездообразования.
Возможно, радиотелескопы ALMA решили многолетнюю проблему звездообразования в галактиках. Теперь мы знаем, что, по крайней мере, некоторые из протогалактик данных имели обширное гало, возможно, содержащее материю, которая со временем заставляла их расти.
Две изучаемые галактики, известные сейчас как ALMA J081740.86 + 135138.2 и ALMA J120110.26 + 211756.2, находятся на расстоянии порядка 12 миллиардов световых лет от Земли. Их фоновые квазары лежат еще дальше — примерно в 12,5 миллиардах световых лет.
