根據阿塔卡馬大型毫米波/亞毫米波陣列（ALMA）的新觀測，在早期宇宙中質量最大的星系中檢測到了水。研究SPT0311-58的科學家們在這個距離地球近128.8億光年的星系中發現了水和一氧化碳。探測到這兩種分子的丰度表明，在這些元素在早期恆星中形成后不久，分子宇宙就開始強勁發展。
這項新的研究包括迄今為止對早期宇宙中的星系的分子氣體含量的最詳細的研究，以及在一個常規恆星形成的星系中對水的最遙遠的探測。該研究發表在《天體物理學雜誌》上。
SPT0311-58實際上是由兩個星系組成的，在2017年被ALMA科學家首次看到，其位置或時間是在重化紀元。這個紀元發生在只有7.8億年的時候，大約是宇宙目前年齡的5%，那時候第一批恆星和星系正在誕生。科學家們認為，這兩個星系可能正在合併，它們快速的恆星形成不僅耗盡了它們的氣體或恆星形成的燃料，而且最終可能將這對星系演化成大質量的橢圓星系，就像在本地宇宙中看到的那些。
這個動畫GIF瀏覽了在ALMA觀測到的一對早期大質量星系（SPT0311-58）的塵埃連續體以及水和一氧化碳的分子線。這張圖的開頭是將塵埃連續體與H20和CO的分子線結合起來的合成圖。接下來是紅色的塵埃連續性，藍色的H2O分子線，粉色和深藍色的一氧化碳分子線，品紅色的CO（7-6）和紫色的CO（6-5）。資
“使用高分辨率的ALMA觀測被統稱為SPT0311-58的一對星系中的分子氣體，我們在這兩個星系中較大的星系中檢測到了水和一氧化碳分子。”伊利諾伊大學的天文學家、這項新研究的主要研究者Sreevani Jarugula說：”特別是氧氣和碳，是第一代元素，以一氧化碳和水的分子形式，它們對我們所知的生命至關重要。”這個星系是目前已知的在高紅移下質量最大的星系，或者說宇宙仍然非常年輕的時候。與宇宙早期的其他星系相比，它有更多的氣體和塵埃，這給了我們很多潛在的機會來觀察豐富的分子，並更好地了解這些創造生命的元素如何影響早期宇宙的發展。”
SPT0311-58的無線電視圖
這些科學圖像顯示了在ALMA對被稱為SPT0311-58的一對早期大質量星系的觀測中看到的分子線和塵埃連續體。在左邊。塵埃連續體與H2O和CO的分子線相結合的合成圖像。在右邊。紅色的塵埃連續成像（頂部），藍色的H2O分子線（從頂部開始的第二條），紫色的一氧化碳分子線轉換（中間），品紅色的CO（7-6）（從底部開始的第二條），以及粉紅色和深藍色的CO（10-9）（底部）。
研究宇宙中最早形成的星系有助於科學家更好地理解宇宙的誕生、成長和演變，以及其中的一切，包括太陽系和地球。”早期星系形成恆星的速度是銀河系的數千倍，Jarugula說。”研究這些早期星系的氣體和塵埃含量可以讓我們了解它們的特性，例如有多少恆星正在形成，氣體轉化為恆星的速度，星系之間以及與星際介質之間如何互動，等等。”