في الكون البعيد، عندما كان عمره بضعة مليارات من السنين فقط، كانت العديد من المجرات تشبه قدورًا تغلي: كان الغاز فيها يتكاثف بسرعة لدرجة أن النجوم كانت تتوهج الواحدة تلو الأخرى، وكان الغبار يسخن ويضيء ساطعًا في نطاق دون المليمتر. تسمى هذه الأجسام مجرات ذات تشكل نجمي نشط، ويُعتقد أنها أسلاف المجرات الإهليلجية الضخمة الحديثة. لكن علماء الفلك ظلوا لفترة طويلة غير قادرين على فهم ما إذا كانت كل هذه المجرات متشابهة أم أن هناك مسارات نمو مختلفة بينها.
العمل الجديد، المبني على إعادة تحليل صور تلسكوب ALMA، يُظهر أن كل شيء يعتمد على المسافة إلينا، أي على عمر الكون. أخذ الباحثون خرائط لمنطقة من السماء كانت قد رصدت فيها مجرات مغبرة ساطعة سابقًا، وخفضوا عتبة الاكتشاف — فأصبحت الأجسام الأكثر خفوتًا ضمن العينة. تضاعفت العينة، مما سمح برؤية نمط مهم. المجرات ذات السطوع الرصدي المتساوي ولكن الأبعد (أي التي وُجدت في زمن أبكر) هي أنظمة مدمجة كثيفة، حيث يكون تشكل النجوم عنيفًا ومركزًا في الوسط. أما المجرات المماثلة في السطوع ولكن الأقرب إلينا (التي وُجدت لاحقًا) فهي أقراص ممتدة، تولد فيها النجوم بهدوء وموزعة على كامل المساحة.
سبب هذا الانقسام، وفقًا للمؤلفين، هو استقرار القرص الغازي. المجرة البعيدة تتلقى الكثير من الغاز من الفضاء المحيط — التراكم قوي، يصبح القرص ضخمًا لكنه غير مستقر، وتتشكل فيه بسهولة كتل كثيفة تنهار لتكوين نجوم. هذه المجرة تتوهج ساطعًا لكنها تعيش حياة عنيفة قصيرة. المجرة الأقرب لم تعد تتلقى الكثير من الغاز الجديد، فيستقر قرصها، ويصبح تشكل النجوم ممتدًا على مليارات السنين، هادئًا ومنتظمًا. يمر الحد عند انزياح أحمر z~2 تقريبًا، عندما كان عمر الكون نحو ثلاثة مليارات سنة.
خلاصة العمل هي حدود طبيعية بين نوعين من المجرات. الخافتة والقريبة هي الأكثر نشاطًا بين المجرات القرصية "الهادئة"، التي تنمو تدريجيًا. أما الساطعة والبعيدة فهي ومضات مدمجة لتشكل النجوم في أقراص ضخمة غير مستقرة، والتي تتحول على الأرجح بمرور الوقت إلى مجرات كروية كثيفة، يسكنها نجوم قديمة في الغالب.
يقع تلسكوب ALMA على ارتفاع عالٍ في صحراء أتاكاما التشيلية، حيث الهواء جاف لدرجة أنه لا يمتص تقريبًا إشعاع دون المليمتر — ولهذا السبب يرى الغبار في المجرات البعيدة.
في رواية إسحاق أسيموف «الآلهة أنفسهم» يُوصف تدفق المادة بين الأكوان، لتغذية النجوم — أليست هذه استعارة للتراكم الغازي الذي يجعل المجرات البعيدة تتوهج؟