Onderzoekers die ALMA (Atacama Large Millimeter/submillimeter Array) gebruikten, observeerden signalen van zuurstof, koolstof, en stof van een sterrenstelsel in het vroege heelal 13 miljard jaar geleden. Dit is het vroegste sterrenstelsel waar deze nuttige combinatie van drie signalen is gedetecteerd. Door de verschillende signalen te vergelijken, het team heeft vastgesteld dat het sterrenstelsel eigenlijk twee sterrenstelsels is die samensmelten, waardoor het het vroegste voorbeeld is van samensmeltende sterrenstelsels die tot nu toe zijn ontdekt.

Takuya Hashimoto, een postdoctoraal onderzoeker bij de Japan Society for the Promotion of Science en Waseda University, en zijn team gebruikten ALMA om B14-65666 te observeren, een object op 13 miljard lichtjaar afstand in het sterrenbeeld Sextans. Door de eindige lichtsnelheid de signalen die we vandaag van B14-65666 ontvangen, moesten 13 miljard jaar reizen om ons te bereiken. Met andere woorden, ze laten ons het beeld zien van hoe de melkweg er 13 miljard jaar geleden uitzag, minder dan 1 miljard jaar na de oerknal.

ALMA heeft radio-emissies van zuurstof gedetecteerd, koolstof, en stof in B14-65666. Dit is het vroegste sterrenstelsel waar alle drie deze signalen zijn gedetecteerd. De detectie van meerdere signalen is belangrijk omdat ze complementaire informatie bevatten.

Uit data-analyse bleek dat de emissies zijn opgedeeld in twee blobs. Eerdere waarnemingen met de Hubble Space Telescope (HST) hadden twee sterrenhopen in B14-65666 aan het licht gebracht. Nu met de drie emissiesignalen die door ALMA zijn gedetecteerd, het team kon aantonen dat de twee blobs in feite één systeem vormen, maar ze hebben verschillende snelheden. Dit geeft aan dat de klodders twee sterrenstelsels zijn die aan het samensmelten zijn. Dit is het vroegst bekende voorbeeld van samensmeltende sterrenstelsels. Het onderzoeksteam schatte dat de totale stellaire massa van B14-65666 minder dan 10% is van die van de Melkweg. Dit betekent dat B14-65666 zich in de vroegste fasen van zijn evolutie bevindt. Ondanks zijn jeugd, B14-65666 produceert 100 keer actiever sterren dan de Melkweg. Dergelijke actieve stervorming is een ander belangrijk kenmerk van galactische fusies, omdat de gascompressie in botsende sterrenstelsels van nature leidt tot barstende stervorming.

"Met rijke data van ALMA en HST, gecombineerd met geavanceerde data-analyse, we zouden de stukjes bij elkaar kunnen leggen om te laten zien dat B14-65666 een paar samensmeltende sterrenstelsels is in het vroegste tijdperk van het heelal, ", legt Hashimoto uit. "Detectie van radiogolven van drie componenten in zo'n verre object toont duidelijk aan dat ALMA in staat is om het verre heelal te onderzoeken."

Moderne sterrenstelsels zoals onze Melkweg hebben talloze, vaak gewelddadig, fusies. Soms slokte een grotere melkweg een kleinere op. In zeldzame gevallen, sterrenstelsels met vergelijkbare afmetingen zijn samengevoegd tot een nieuwe, grotere melkweg. Fusies zijn essentieel voor de evolutie van sterrenstelsels, zoveel astronomen staan ​​te popelen om de geschiedenis van fusies terug te vinden.

"Onze volgende stap is het zoeken naar stikstof, een ander belangrijk chemisch element, en zelfs het koolmonoxidemolecuul, " zei Akio Inoue, een professor aan de Waseda University. "Uiteindelijk, we hopen de circulatie en accumulatie van elementen en materiaal observerend te begrijpen in de context van de vorming en evolutie van sterrenstelsels."