Une étude, dont les résultats intitulés «The assembly of ‘normal’ galaxies at z ~ 7 probed by ALMA» ont été publiés dans la revue MNRAS, a permis, grâce au réseau ALMA, de détecter, au sein des galaxies normales de l'Univers jeune, les nuages de gaz propices à la formation des étoiles les plus lointains qui soient.

Dans le cadre de l'étude ici présentée, ALMA a été pointé en direction de galaxies, dont l'existence, à l'époque de la réionisation, quelque 800 millions d'années après le Big Bang, «était avérée» en vue non pas d'analyser la lumière en provenance des étoiles, mais «la faible lueur émise par le carbone ionisé constituant en partie les nuages de gaz à partir desquels les étoiles se formaient», car «leur objectif était d'étudier l'interaction entre une jeune génération d'étoiles et les nuages de gaz froid qui se sont formés au sein de ces premières galaxies».

De plus, les galaxies choisies ne correspondent pas aux «rares objets extrêmement brillants (tels des quasars et des galaxies caractérisées par des taux particulièrement élevés de formation d'étoiles) qui avaient fait l'objet d'observations antérieures», mais sont des représentantes des «galaxies plus classiques et bien plus nombreuses qui ont réionisé l'Univers et nous entourent aujourd'hui».

Ainsi, ALMA a été en mesure de capter «de l'une de ces galaxies, notée BDF2399», un signal «certes faible mais clair produit par le carbone ionisé». Cette lueur, «qui ne provenait pas du centre de la galaxie mais de sa périphérie», constitue «la détection la plus lointaine à ce jour de ce type d'émission en provenance d'une galaxie normale, datée de moins d'un milliard d'années après le Big Bang».

Grâce à cette image, qui fait apparaître, pour la première fois, les toutes premières galaxies «non pas sous l'aspect de minuscules tâches, mais sous la forme d'objets dotés d'une structure interne», l'opportunité nous est donnée d'assister à leur formation.

Plus précisément, «la localisation périphérique de la lueur observée résulterait de la perturbation qu'exerce l'environnement hostile constitué des étoiles nouvellement formées (tant leur intense rayonnement que les effets des explosions de supernovae) sur les nuages centraux, tandis que le rayonnement produit par le carbone témoigne de l'accrétion du gaz froid qui compose le milieu intergalactique».

La combinaison des nouvelles observations d'ALMA avec des simulations informatiques va permettre d'affiner «notre compréhension des processus clés se produisant au sein des premières galaxies» puisque «les effets du rayonnement stellaire, la survivance des nuages moléculaires, l'échappement du rayonnement ionisant et la structure complexe du milieu interstellaire peuvent à présent être modélisés et comparés aux observations», car «BDF 2399 constitue certainement un prototype des galaxies responsables de la réionisation».