Il segnale che gli astronomi stavano cercando si chiama linea di 21 centimetri spostata verso il rosso, emessa dal gas idrogeno neutro. Questo gas era molto comune nell’Universo primordiale, prima che le stelle e le galassie avessero la possibilità di formare e convertire l’idrogeno in altri elementi. Rilevando la linea di 21 centimetri, gli astronomi possono conoscere le proprietà dell'idrogeno gassoso neutro e le condizioni dell'Universo primordiale.
In questo caso, gli astronomi stavano cercando la linea di 21 centimetri proveniente da una galassia chiamata MACS1149-JD1, che è la galassia più distante finora conosciuta. La galassia è così lontana che la sua luce ha viaggiato per 13,4 miliardi di anni per raggiungere la Terra. Quando fu emessa la luce di MACS1149-JD1, l’Universo aveva solo 500 milioni di anni.
ALMA è il telescopio più potente al mondo per studiare la linea dei 21 centimetri. Tuttavia, anche ALMA non è riuscita a rilevare il segnale da MACS1149-JD1. Ciò significa che il gas idrogeno neutro nella galassia deve essere molto freddo e denso. Gli astronomi stimano che la temperatura del gas sia di soli 20 Kelvin (circa -253 gradi Celsius) e che la densità sia circa 100 volte superiore alla densità dell'idrogeno gassoso nella Via Lattea.
La mancata rilevazione della linea di 21 centimetri di MACS1149-JD1 fornisce importanti informazioni sulle proprietà delle prime galassie. Ciò suggerisce che queste galassie fossero molto fredde e dense e che non stessero ancora formando stelle. Queste informazioni aiutano gli astronomi a capire come si sono evolute le galassie nell’Universo primordiale.
