Первоначально астрономы обнаружили эти галактики, изучая интенсивный свет от еще более далеких квазаров. По мере того, как этот свет проходит через промежуточную галактику на пути к Земле, он может уловить уникальную спектральную сигнатуру от газа галактики. Однако этот метод обычно не позволяет астрономам увидеть реальный свет, излучаемый галактикой, который перекрывается гораздо более ярким излучением фонового квазара.«Представьте крошечного светлячка рядом с мощным поисковым лучом.
Это то, с чем сталкиваются астрономы, когда дело доходит до наблюдений за этими юными версиями нашей родной галактики», — сказал Марсель Нилман, научный сотрудник Калифорнийского университета в Санта-Крус, и ведущий автор статьи, опубликованной в журнале Science. «Теперь мы можем видеть сами галактики, что дает нам удивительную возможность узнать о самой ранней истории нашей собственной галактики и других подобных ей».С помощью ALMA астрономы, наконец, смогли наблюдать естественное "свечение" миллиметрового диапазона, излучаемое ионизированным углеродом в плотных и пыльных областях звездообразования галактик. Однако эта углеродная сигнатура значительно смещена по сравнению с газом, впервые обнаруженным при поглощении квазаров. Это крайнее разделение указывает на то, что газосодержание галактик выходит далеко за пределы их звездных дисков, предполагая, что каждая галактика заключена в чудовищном гало из газообразного водорода.
«Мы ожидали, что увидим слабые выбросы прямо на вершине квазара, а вместо этого мы увидели сильное яркое излучение углерода галактиками на большом удалении от их фоновых квазаров», — сказал Дж. Ксавье Прохаска, профессор астрономии и астрофизики Калифорнийского университета в Санта Круз и соавтор статьи. Расстояние от квазара до наблюдаемой галактики составляет около 137 000 световых лет для одной галактики и около 59 000 световых лет для другой.
По словам исследователей, нейтральный газообразный водород, обнаруженный в результате поглощения света квазара, скорее всего, является частью большого гало или, возможно, протяженного газового диска вокруг галактики. «Это не место звездообразования, и видеть такое количество газа вдали от области звездообразования означает, что вокруг галактики находится большое количество нейтрального водорода», — сказал Нилман.Новые данные ALMA показывают, что эти молодые галактики уже вращаются, что является одним из отличительных признаков массивных спиральных галактик, которые мы видим во Вселенной сегодня. Наблюдения ALMA также показывают, что обе галактики образуют звезды с умеренно высокой скоростью: более 100 солнечных масс в год в одной галактике и около 25 солнечных масс в год в другой.«Эти галактики кажутся массивными, пыльными и быстро образующими звезды системами с большими протяженными слоями газа», — сказал Прочаска.
«ALMA решила давний вопрос о формировании галактик», — сказал Крис Карилли, астроном Национальной радиоастрономической обсерватории в Сокорро, штат Нью-Мексико, и соавтор статьи. «Теперь мы знаем, что по крайней мере некоторые очень ранние галактики имеют ореолы, которые намного более протяженные, чем считалось ранее, что может представлять будущий материал для роста галактик».Каждая галактика, получившая официальное обозначение ALMA J081740.86 + 135138.2 и ALMA J120110.26 + 211756.2, находится на расстоянии около 12 миллиардов световых лет от Земли.
Каждый фоновый квазар находится примерно в 12,5 миллиарда световых лет от Земли.