Le signal recherché par les astronomes s’appelle la ligne décalée vers le rouge de 21 centimètres, émise par l’hydrogène neutre. Ce gaz était très courant au début de l’Univers, avant que les étoiles et les galaxies n’aient eu la chance de former et de convertir l’hydrogène en d’autres éléments. En détectant la ligne des 21 centimètres, les astronomes peuvent en apprendre davantage sur les propriétés de l'hydrogène gazeux neutre et les conditions qui régnaient dans l'Univers primitif.
Dans ce cas, les astronomes recherchaient la ligne de 21 centimètres d’une galaxie appelée MACS1149-JD1, qui est la galaxie la plus éloignée connue à ce jour. La galaxie est si éloignée que sa lumière a parcouru 13,4 milliards d’années pour atteindre la Terre. Au moment où la lumière de MACS1149-JD1 a été émise, l’Univers n’avait que 500 millions d’années.
ALMA est le télescope le plus puissant au monde pour étudier la ligne des 21 centimètres. Cependant, même ALMA n'a pas pu détecter le signal du MACS1149-JD1. Cela signifie que l’hydrogène gazeux neutre dans la galaxie doit être très froid et dense. Les astronomes estiment que la température du gaz n’est que de 20 Kelvin (environ -253 degrés Celsius) et que sa densité est environ 100 fois supérieure à la densité de l’hydrogène gazeux dans la Voie lactée.
La non-détection de la ligne de 21 centimètres de MACS1149-JD1 fournit des informations importantes sur les propriétés des premières galaxies. Cela suggère que ces galaxies étaient très froides et denses et qu’elles ne formaient pas encore d’étoiles. Ces informations aident les astronomes à comprendre comment les galaxies ont évolué au début de l’Univers.
