Les recherches des galaxies les plus éloignées ont maintenant sondé plus tôt que le premier milliard d'années de l'histoire de l'univers, assez tôt pour commencer à voir les effets primaires des premières étoiles :la réionisation des atomes neutres.

Les astronomes veulent comprendre comment les galaxies se sont formées et ont évolué au cours de cette période, l'échelle de temps sur laquelle cette réionisation a eu lieu, la nature des objets qui ont fourni les photons ionisants, et les scénarios dans lesquels les galaxies et leur milieu interstellaire (ISM) s'enrichissent d'atomes fabriqués dans des fours stellaires. Bien que des galaxies de cette époque soient actuellement découvertes dans des études optiques profondes et dans le proche infrarouge, la plupart sont des galaxies de faible masse, très faible, et le processus d'enrichissement est difficile à étudier. Plus lumineux, on pense que des galaxies massives formant des étoiles sont présentes et jouent un rôle majeur dans la réionisation, mais parce que ces grands objets sont difficiles à assembler si tôt dans le temps cosmique, ils ne sont pas nombreux.

Les galaxies de formation d'étoiles massives qui contiennent de la poussière émettent un rayonnement puissant à des longueurs d'onde submillimétriques et ces objets peuvent être trouvés à l'aide de télescopes submillimétriques. Ils offrent donc l'opportunité d'étudier des cas extrêmes d'enrichissement métal/poussière de l'ISM au début de l'ère de la réionisation. Les astronomes du CfA Matt Ashby et Chris Hayward étaient membres d'une grande équipe utilisant le télescope du pôle Sud pour détecter un ensemble de ces galaxies poussiéreuses. Ils ont déterminé leurs distances à l'aide des télescopes ALMA en regardant la longueur d'onde décalée vers le rouge de la molécule de monoxyde de carbone dans leur ISM. La galaxie poussiéreuse connue la plus éloignée a été détectée de cette manière, et des observations ultérieures de celui-ci avec d'autres installations ont confirmé sa distance cosmologique. Les scientifiques ont contraint les propriétés de l'objet en modélisant le continuum et les raies spectrales observés, et a trouvé que l'objet a une masse en gaz d'environ 330 milliards de masses solaires; en comparaison, la masse de gaz estimée de la Voie lactée est d'environ cinq milliards de masses solaires (la majeure partie de sa masse se trouve dans les étoiles). La galaxie poussiéreuse forme de nouvelles étoiles à un rythme estimé à plusieurs milliers par an - bien qu'en supposant que le processus soit similaire à celui observé dans les galaxies voisines. Cet objet rare et lointain offre l'une des meilleures sondes à ce jour sur l'activité des galaxies lorsque l'univers était très jeune.