Les astronomes appellent tous les éléments plus lourds que l'hélium « métaux, " même des éléments qui se trouvent généralement sous forme gazeuse. Dans le big bang, seuls de l'hydrogène et de l'hélium (et une trace de lithium) ont été créés tandis que les "métaux" ont tous été fabriqués par la suite dans des processus stellaires. L'abondance des métaux dans le milieu interstellaire ( ISM) des galaxies - la métallicité des galaxies - quantifie ainsi les processus stellaires collectifs qui régissent l'évolution galactique. La métallicité de la phase gazeuse de l'ISM (à l'exclusion des particules) s'est avérée étroitement liée à l'histoire de la formation d'étoiles d'une galaxie et peut être déterminé à l'aide d'observations spectroscopiques optiques de raies atomiques, particulièrement brillants de l'oxygène ionisé et du néon. Un autre processus essentiel dans l'établissement de la métallicité est le flux de gaz à la fois hors de la galaxie, entraînés par des supernovae ou d'autres processus, et dans la galaxie depuis le milieu intergalactique.

Comment la métallicité des galaxies a évolué au cours du temps cosmique est devenue l'une des questions les plus intéressantes de la cosmologie car elle retrace comment les étoiles ont influencé la composition élémentaire de l'univers au cours des treize milliards d'années environ depuis leur première apparition, environ cent millions d'années ou plus après le big bang.

L'astronome du CfA Mojegan Azadi est membre de l'équipe réalisant le relevé MOSDEF, un programme de quatre ans utilisant le spectromètre multi-objets pour l'exploration infrarouge (MOSFIRE) sur le télescope Keck I pour obtenir des spectres optiques d'environ 450 galaxies à des époques de 1,7 à 4,5 milliards d'années après le big bang. Les astronomes ont mesuré la métallicité de chaque galaxie dans l'échantillon et ont conclu que bon nombre des relations impliquant la métallicité dans l'univers local s'appliquent également à ces périodes antérieures. Par exemple, la relation entre la métallicité d'une galaxie et la masse stellaire est à peu près la même, de même que la corrélation entre la métallicité et le taux de formation d'étoiles.

Ces nouveaux résultats importants signalent que les processus qui régissent la croissance de l'abondance des éléments dans les galaxies, que ce soit par les flux de gaz ou la formation d'étoiles, ont conservé à peu près la même forme pendant au moins les douze derniers milliards d'années.