Per dare un senso al nostro universo, gli astronomi devono lavorare sodo, e devono spingere al limite la tecnologia di osservazione. Parte di questo duro lavoro ruota attorno a quelle che vengono chiamate galassie submillimetriche (SMG). Le SMG sono galassie che possono essere osservate solo nella gamma submillimetrica dello spettro elettromagnetico.

La gamma sub-millimetrica è la banda d'onda tra le bande d'onda dell'infrarosso lontano e delle microonde. (Si chiama anche radiazione terahertz.) Abbiamo avuto la capacità di osservare solo nell'intervallo sub-millimetrico per un paio di decenni. Abbiamo anche aumentato la risoluzione angolare dei telescopi, che ci aiuta a discernere oggetti separati.

Gli stessi SMG sono deboli in altre lunghezze d'onda, perché sono oscurati dalla polvere. La luce ottica è bloccata dalla polvere, e assorbito e riemesso nella gamma sub-millimetrica. Nel sub-millimetro, Gli SMG sono molto luminosi; trilioni di volte più luminoso del sole, infatti.

Questo perché sono regioni di formazione stellare estremamente attive. Gli SMG stanno formando stelle a una velocità centinaia di volte maggiore della Via Lattea. Sono anche generalmente più anziani, galassie più lontane, quindi sono spostati verso il rosso. Studiarli ci aiuta a capire la formazione delle galassie e delle stelle nell'universo primordiale.

Un nuovo studio, guidato da James Simpson dell'Università di Edimburgo e della Durham University, ha esaminato 52 di queste galassie. Nel passato, era difficile conoscere l'esatta posizione dei mitra. In questo studio, il team si è affidato alla potenza dell'Atacama Large Millimeter/submillimeter array (ALMA) per ottenere una misurazione molto più precisa della loro posizione. Queste 52 galassie sono state identificate per la prima volta dal Submillimeter Common-User Bolometer Array (SCUBA-2) nell'UKIDSS Ultra Deep Survey.

Ci sono quattro risultati principali dello studio:

1. 48 degli SMG sono senza obiettivo, il che significa che non c'è un oggetto di massa sufficiente tra noi e loro per distorcere la loro luce. Di questi, il team è stato in grado di limitare lo spostamento verso il rosso (z) per 35 di essi a un intervallo medio di z-2,65. Quando si tratta di osservazioni extragalattiche come questa, maggiore è lo spostamento verso il rosso, più lontano è l'oggetto. (Per confronto, l'oggetto con il più alto spostamento verso il rosso che conosciamo è una galassia chiamata GN-z11, a z=11.1, che corrisponde a circa 400 milioni di anni dopo il Big Bang.
2. Un altro tipo di galassia, si pensava che la galassia infrarossa ultraluminosa (ULIRG) fosse una versione evoluta degli SMG. Ma questo studio ha dimostrato che gli SMG sono più grandi e più freddi degli ULIRG, il che significa che qualsiasi legame evolutivo tra i due è improbabile.
3. Il team ha calcolato le stime della massa di polvere in queste galassie. Le loro stime suggeriscono che effettivamente tutta la luce dall'ottica al vicino infrarosso proveniente dalle stelle situate nello stesso luogo è oscurata dalla polvere. Concludono che un metodo comune in astronomia utilizzato per caratterizzare le sorgenti luminose astronomiche, chiamata distribuzione spettrale dell'energia (SED), potrebbe non essere affidabile quando si tratta di mitra.
4. Il quarto risultato è legato all'evoluzione delle galassie. Secondo la loro analisi, sembra improbabile che gli SMG possano evolversi in galassie a spirale o lenticolari (una galassia lenticolare è a metà strada tra una spirale e una ellittica). sembra che gli SMG siano i progenitori delle galassie ellittiche.

Questo studio è stato uno studio pilota che il team spera di estendere a molti altri SMG in futuro.