Quando l'universo aveva solo un decimo della sua età attuale, le sue galassie hanno sperimentato uno scatto di crescita. È stato in questo periodo che gli scienziati del progetto ALPINE si sono concentrati quando hanno utilizzato il telescopio ALMA dell'ESO per effettuare il primo grande rilievo di galassie lontane. Con loro sorpresa, queste galassie osservate nelle prime fasi della loro vita erano molto più mature del previsto. Il loro lavoro è oggetto di una serie di articoli pubblicati il ​​27 ottobre 2020 sulla rivista Astronomia e astrofisica , firmato tra gli altri da membri del CNRS e dell'Aix-Marseille Université.

Le galassie iniziarono a formarsi molto presto nella storia dell'universo. Per studiare la loro infanzia, è quindi necessario risalire alla notte dei tempi, osservando galassie molto distanti. Il progetto ALPINE si è concentrato su un periodo compreso tra 1 e 1,5 miliardi di anni dopo il Big Bang, quando le prime galassie conobbero una fase di rapida crescita. Sebbene galassie così lontane siano già state osservate, questa è la prima volta che così tanti di loro sono stati studiati sistematicamente. Immagini di 118 galassie massicce, ottenuti con i telescopi spaziali Hubble (luce visibile) e Spitzer (vicino infrarosso), così come gli spettri acquisiti utilizzando i telescopi terrestri VLT e Keck, sono state integrate da 70 ore di osservazione con ALMA a lunghezze d'onda submillimetriche (tra l'infrarosso e le onde radio).

ALMA può quantificare la polvere, un segno di maturità nelle galassie, e gas freddo, che fornisce informazioni sul loro tasso di crescita e sul numero di stelle che possono formare, così come il moto di questo gas, rivelando così la dinamica delle galassie. E questo ha rivelato alcuni dati sorprendenti. Per iniziare, le galassie osservate si sono rivelate molto ricche non solo di gas freddo, che alimenta la formazione stellare, ma anche in polvere, che si pensa sia un sottoprodotto delle stelle alla fine della loro vita. Quindi, nonostante la loro giovane età, queste galassie avevano apparentemente visto la formazione e la morte di una prima generazione di stelle. Le galassie esaminate mostrano anche una sorprendente diversità di forme:alcune sono disordinate, altri hanno già un disco rotante che può finire come una struttura a spirale come la Via Lattea, mentre altri ancora sono stati individuati nel processo di fusione. Un'altra osservazione sorprendente è che alcune galassie sembrano espellere gas, formando misteriosi aloni intorno a loro. L'indagine solleva quindi una serie di nuove domande sulla prima evoluzione delle galassie.