Een internationaal team van wetenschappers uit de Verenigde Staten en China ontdekte dat toen het heelal 800 miljoen jaar oud was, er kleine melkwegstelsels met actieve stervorming in werden gevormd. Het begin van dit proces viel samen met het einde van de donkere middeleeuwen - een periode waarin er geen heldere lichtbronnen in de ruimte waren en alle ruimte gevuld was met neutraal waterstof en helium. Persbericht gepost op Phys.org,
Volgens moderne wetenschappelijke concepten begonnen 300-1000 miljoen jaar na de oerknal zich de eerste sterrenstelsels in het heelal te vormen. Hun straling droeg bij aan de ionisatie van intergalactisch gas, waardoor de donkere middeleeuwen plaats maakten voor het tijdperk van reïonisatie.
Om deze relict-sterrenstelsels te detecteren, hebben wetenschappers de positie bepaald van de zogenaamde Lyman-limiet in het spectrum van straling dat wordt uitgezonden door verre sterrenstelsels. De Lyman-limiet is de minimaal mogelijke golflengte van een foton dat wordt uitgezonden door geëxciteerde waterstof. Omdat oude sterren voornamelijk uit waterstof bestaan, zenden ze alleen ultraviolet licht uit bij golflengten boven deze limiet.
Hoe verder het sterrenstelsel van de aarde verwijderd is, hoe sneller het van ons af beweegt en hoe sterker de Lyman-limiet wordt verschoven naar de rode (langegolf) kant vanwege het Doppler-effect. De roodverschuiving kan worden gebruikt om de afstand tot het sterrensysteem te bepalen. Hoewel ultraviolet licht wordt geabsorbeerd door de atmosfeer van de aarde, bereikt voldoende "rode" straling het oppervlak en kan deze worden gedetecteerd door observatoria op de grond. Astronomen die de Lyman-limiet gebruikten, waren in staat honderden sterrenstelsels te detecteren waarvan de roodverschuiving (z) groter is dan 6. Deze objecten bestonden toen het universum minder dan een miljard jaar oud was.
Om de oudste van deze sterrenstelsels te identificeren, richtten de onderzoekers hun aandacht op de helderheid van de objecten. Het door hen uitgestraalde ultraviolette licht wordt gemakkelijk verstrooid door het omringende neutrale gas. Als resultaat lijkt de lichtbron "wazig" te zijn. Omdat er aan het begin van het tijdperk van reïonisatie veel neutraal waterstof was, zien sterrenstelsels uit deze tijd er waziger uit dan de sterrenstelsels die zich later hebben gevormd.
Astronomen die deze benadering gebruiken, hebben 23 sterrenstelsels gevonden die de meest waarschijnlijke kandidaten zijn voor de opkomst van de vroegste sterrenstelsels na het einde van de donkere eeuwen. Hun roodverschuiving bereikte zeven, wat overeenkomt met de leeftijd van het universum 800 miljoen jaar (ongeveer 13 miljard jaar geleden).
