Les premières étoiles sont apparues environ cent millions d'années après le big bang, et depuis lors, les étoiles et les processus de formation d'étoiles ont illuminé le cosmos. Quand l'univers avait environ trois milliards d'années, l'activité de formation d'étoiles a culminé à des taux environ dix fois supérieurs aux niveaux actuels. Pourquoi c'est arrivé, et si les processus physiques à l'époque étaient différents de ceux d'aujourd'hui ou simplement plus actifs (et pourquoi), sont parmi les questions les plus urgentes en astronomie. Puisque les étoiles sont faites de gaz, la teneur en gaz des galaxies est une mesure de leur potentiel de formation d'étoiles et (au moins dans l'univers local) la fraction de matière sous forme de gaz, la "fraction gazeuse", est une mesure de la capacité de formation d'étoiles.

Le gaz dans les galaxies s'épuise à mesure que de nouvelles étoiles se forment et qu'une partie est expulsée du système par les supernovae ou par les vents; le gaz peut également être ajouté par afflux du milieu intergalactique. Ces processus sont grossièrement compris dans l'univers local, principalement parce que les galaxies sont brillantes et suffisamment proches pour être étudiées en détail. Pour les galaxies à l'époque de pointe de la formation des étoiles, l'évolution de la fraction gazeuse est beaucoup moins bien contrainte. La mesure de la teneur en gaz se fait souvent avec des observations de monoxyde de carbone, une molécule de gaz abondante, mais dans l'univers primitif c'est difficile à faire parce que les distances rendent les lignes faibles, tandis que le décalage vers le rouge cosmique pousse les transitions diagnostiques habituelles vers des longueurs d'onde qui dépassent les capacités des installations actuelles.

Francesca Civano et une équipe de ses collègues ont utilisé la grande installation millimétrique d'ALMA pour étudier les fractions gazeuses d'un ensemble de quarante-cinq galaxies massives à l'époque cosmique du pic de formation des étoiles. Bien que les lignes d'émission de diagnostic du gaz étaient trop faibles pour être étudiées, l'équipe a utilisé le continuum de poussière forte comme proxy, arguant d'autres résultats que le rapport gaz/poussière était raisonnablement bien compris. Les fractions de gaz pour cet ensemble de galaxies se sont avérées assez similaires aux valeurs d'autres galaxies massives, ce qui était quelque peu surprenant car certaines tendances évolutives de la fraction gazeuse étaient attendues. Leur autre résultat important est que la relation entre la fraction gazeuse et l'activité de formation d'étoiles est en bon accord avec les modèles actuels et, selon les scientifiques, implique qu'une seule prescription de formation d'étoiles s'applique de l'univers local jusqu'à au moins aussi tôt que l'époque de pointe il y a environ trois milliards d'années.