Les astronomes ont utilisé l'Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) pour rechercher un signal spécifique provenant d'une galaxie qui existait il y a 13,4 milliards d'années, alors que l'Univers n'avait que 500 millions d'années. Bien qu'ALMA n'ait pas pu détecter ce signal, les chercheurs ont pu déterminer certaines propriétés importantes de cette galaxie, appelée MACS1149-JD1. Cette galaxie est l’une des plus anciennes connues, observée seulement 500 millions d’années après le Big Bang. Il a un taux de formation d’étoiles très élevé et ne contient presque aucun élément lourd comme le carbone, l’oxygène et l’azote.

Dans leurs observations ALMA, l’équipe a recherché une raie d’émission spécifique de l’oxygène neutre. Cette ligne est couramment observée dans les galaxies massives plus évoluées de l'Univers actuel, mais les astronomes ont prédit qu'elle serait faible ou absente dans MACS1149-JD1 en raison de la faible teneur en métaux et de la petite taille de la galaxie.

La non-détection de la raie de l'oxygène neutre indique que MACS1149-JD1 est effectivement une galaxie très jeune et peu enrichie chimiquement. Cela suggère que les premières galaxies étaient probablement très différentes de celles que nous voyons aujourd’hui et qu’elles ne se sont pas formées selon les mêmes processus.

D'autres observations avec ALMA et d'autres télescopes aideront les astronomes à mieux comprendre la formation et l'évolution des premières galaxies.