To, co se na první pohled zdálo jako vzácný objev rozměrné a staré galaxie, se nakonec ukázalo jako něco ještě vzácnějšího: pár masivních galaxií, který se začal spojovat – a to v okamžiku, kdy byl vesmír starý jen miliardu let.

Tento úkaz byl poprvé identifikován kosmickou observatoří ESA Herschel. Později byl ve větším detailu prozkoumán pozemním teleskopem ALMA (Atacama Large Millimeter/submillimeter Array) v Chile.

Prvotní galaxie ve 13,8 miliardy let staré historii našeho vesmíru se začaly utvářet několik set miliónů let po Velkém třesku. Hmota tehdy proudila do stále hustších míst a první hvězdy se začaly probouzet k životu.

Ovšem nejstarší galaxie nebyly jako ty, které známe dnes. Byly mnohem menší, než naše Mléčná dráha, která je dnes domovem miliard hvězd a která nabývala na velikosti přes miliardu let.

V tomto scénáři nedokázali astronomové snadno vysvětlit pozorování masivních galaxií plných starých hvězd z relativně rané epochy kosmické historie. Tedy z doby, kdy byl vesmír jen několik miliard let starý.

Jak se mohly takto masivní galaxie vytvořit v tak relativně krátkém čase? Nedávný objev možných prapůvodců podobných galaxií – masivních galaxií pozorovaných na počátku kosmického věku – vnesl do těchto výzkumů nové světlo.

„Zkoumáním několika stovek galaxií pozorovaných observatoří Herschel jsme identifikovali velmi vzácný případ mimořádně masivního objektu v raném vesmíru,“ vysvětluje Dominik Riechers z Cornell University (USA), který je hlavním autorem nové studie.

Široké spektrum infračervených a submilimetrových vlnových délek zkoumaných observatoří Herschel, která skenovala oblohu mezi lety 2009 a 13, byla klíčem k nalezení tohoto zdroje.

Galaxie, které tvoří hvězdy, září jasně v infračervené části spektra. Je to dáno tím, že kosmický prach nacházející se v hustých mračnech, z nichž se hvězdy zrodí, pohlcuje část hvězdného světla a znovu jej vyzařuje na kratších vlnových délkách.

A navíc, protože vesmír se rozšiřuje, vlnová délka světla emitovaná vzdálenými galaxiemi, je rozprostřena ještě více během své kosmické cesty.

A to až na submilimetrovou v případě nejvzdálenějších galaxií, jejichž světlo bylo uvolněno v prvních několika miliardách let kosmické historie.

Psal se rok 2012, když Dominik Riechers a jeho kolegové označili tento zdroj za potenciálně zajímavý a hodný dalších pozorování.

Následně si jej prohlédli v ještě delším submilimetrovém pásmu s pomocí evropského experimentu APEX (Atacama Pathfinder Experiment) nacházejícího se v Chile.

Ukázal se jako „nejčervenější“ ze všech vzorků galaxií s tím, že je s rostoucí vlnovou délkou (až 870 mikronů) čím dál jasnější.

To naznačuje, že galaxie pochází z doby formování hvězd a nachází se ve velké vzdálenosti od nás – v hlubinách samotného počátku vesmíru.