根据阿塔卡马大型毫米波/亚毫米波阵列（ALMA）的新观测，在早期宇宙中质量最大的星系中检测到了水。研究SPT0311-58的科学家们在这个距离地球近128.8亿光年的星系中发现了水和一氧化碳。探测到这两种分子的丰度表明，在这些元素在早期恒星中形成后不久，分子宇宙就开始强劲发展。
这项新的研究包括迄今为止对早期宇宙中的星系的分子气体含量的最详细的研究，以及在一个常规恒星形成的星系中对水的最遥远的探测。该研究发表在《天体物理学杂志》上。
SPT0311-58实际上是由两个星系组成的，在2017年被ALMA科学家首次看到，其位置或时间是在重化纪元。这个纪元发生在只有7.8亿年的时候，大约是宇宙目前年龄的5%，那时候第一批恒星和星系正在诞生。科学家们认为，这两个星系可能正在合并，它们快速的恒星形成不仅耗尽了它们的气体或恒星形成的燃料，而且最终可能将这对星系演化成大质量的椭圆星系，就像在本地宇宙中看到的那些。
这个动画GIF浏览了在ALMA观测到的一对早期大质量星系（SPT0311-58）的尘埃连续体以及水和一氧化碳的分子线。这张图的开头是将尘埃连续体与H20和CO的分子线结合起来的合成图。接下来是红色的尘埃连续性，蓝色的H2O分子线，粉色和深蓝色的一氧化碳分子线，品红色的CO（7-6）和紫色的CO（6-5）。资
"使用高分辨率的ALMA观测被统称为SPT0311-58的一对星系中的分子气体，我们在这两个星系中较大的星系中检测到了水和一氧化碳分子。"伊利诺伊大学的天文学家、这项新研究的主要研究者Sreevani Jarugula说："特别是氧气和碳，是第一代元素，以一氧化碳和水的分子形式，它们对我们所知的生命至关重要。"这个星系是目前已知的在高红移下质量最大的星系，或者说宇宙仍然非常年轻的时候。与宇宙早期的其他星系相比，它有更多的气体和尘埃，这给了我们很多潜在的机会来观察丰富的分子，并更好地了解这些创造生命的元素如何影响早期宇宙的发展。"
SPT0311-58的无线电视图
这些科学图像显示了在ALMA对被称为SPT0311-58的一对早期大质量星系的观测中看到的分子线和尘埃连续体。在左边。尘埃连续体与H2O和CO的分子线相结合的合成图像。在右边。红色的尘埃连续成像（顶部），蓝色的H2O分子线（从顶部开始的第二条），紫色的一氧化碳分子线转换（中间），品红色的CO（7-6）（从底部开始的第二条），以及粉红色和深蓝色的CO（10-9）（底部）。
研究宇宙中最早形成的星系有助于科学家更好地理解宇宙的诞生、成长和演变，以及其中的一切，包括太阳系和地球。"早期星系形成恒星的速度是银河系的数千倍，Jarugula说。"研究这些早期星系的气体和尘埃含量可以让我们了解它们的特性，例如有多少恒星正在形成，气体转化为恒星的速度，星系之间以及与星际介质之间如何互动，等等。"