Pour donner un sens à notre univers, les astronomes doivent travailler dur, et ils doivent pousser la technologie d'observation à la limite. Une partie de ce travail acharné tourne autour de ce qu'on appelle les galaxies submillimétriques (SMG). Les SMG sont des galaxies qui ne peuvent être observées que dans la gamme submillimétrique du spectre électromagnétique.

La gamme submillimétrique est la bande d'onde entre les bandes d'ondes infrarouge lointain et micro-ondes. (On l'appelle aussi rayonnement térahertz.) Nous n'avons la capacité d'observer dans la gamme submillimétrique que depuis quelques décennies. Nous avons également augmenté la résolution angulaire des télescopes, qui nous aide à discerner des objets séparés.

Les SMG eux-mêmes sont faibles dans d'autres longueurs d'onde, car ils sont obscurcis par la poussière. La lumière optique est bloquée par la poussière, et absorbé et réémis dans la gamme submillimétrique. Dans le sous-millimétrique, Les SMG sont très lumineux; des milliards de fois plus lumineux que le soleil, En réalité.

En effet, ce sont des régions de formation d'étoiles extrêmement actives. Les SMG forment des étoiles à un rythme des centaines de fois supérieur à celui de la Voie lactée. Ils sont aussi généralement plus âgés, galaxies plus lointaines, donc ils sont décalés vers le rouge. Les étudier nous aide à comprendre la formation des galaxies et des étoiles dans l'univers primitif.

Une nouvelle étude, dirigé par James Simpson de l'Université d'Édimbourg et de l'Université de Durham, a examiné 52 de ces galaxies. Autrefois, il était difficile de connaître l'emplacement exact des SMG. Dans cette étude, l'équipe s'est appuyée sur la puissance de l'Atacama Large Millimeter/submillimeter array (ALMA) pour obtenir une mesure beaucoup plus précise de leur emplacement. Ces 52 galaxies ont été identifiées pour la première fois par le Submillimeter Common-User Bolometer Array (SCUBA-2) dans le UKIDSS Ultra Deep Survey.

Il y a quatre résultats principaux de l'étude :

1. 48 des SMG sont sans lentille, ce qui signifie qu'il n'y a pas d'objet de masse suffisante entre nous et eux pour déformer leur lumière. Parmi ceux-ci, l'équipe a pu limiter le décalage vers le rouge (z) pour 35 d'entre eux à une plage médiane de z-2,65. Quand il s'agit d'observations extra-galactiques comme celle-ci, plus le décalage vers le rouge est élevé, plus l'objet est éloigné. (En comparaison, l'objet à décalage vers le rouge le plus élevé que nous connaissions est une galaxie appelée GN-z11, à z=11.1, ce qui correspond à environ 400 millions d'années après le Big Bang.
2. Un autre type de galaxie, la galaxie infrarouge ultra-lumineuse (ULIRG) était considérée comme une version évoluée des SMG. Mais cette étude a montré que les SMG sont plus gros et plus froids que les ULIRG, ce qui signifie que tout lien évolutif entre les deux est peu probable.
3. L'équipe a calculé des estimations de la masse de poussière dans ces galaxies. Leurs estimations suggèrent qu'effectivement toute la lumière optique à proche infrarouge des étoiles co-localisées est obscurcie par la poussière. Ils concluent qu'une méthode courante en astronomie utilisée pour caractériser les sources lumineuses astronomiques, appelée distribution spectrale d'énergie (SED), peut ne pas être fiable en ce qui concerne les SMG.
4. Le quatrième résultat est lié à l'évolution des galaxies. Selon leur analyse, il semble peu probable que les SMG puissent évoluer en galaxies spirales ou lenticulaires (une galaxie lenticulaire est à mi-chemin entre une galaxie spirale et une galaxie elliptique). il semble que les SMG soient les ancêtres des galaxies elliptiques.

Cette étude était une étude pilote que l'équipe espère étendre à de nombreux autres SMG à l'avenir.