Dzięki temu, że prędkość światła jest skończona i ograniczona do 300 000 km/s spoglądając głębiej w przestrzeń kosmiczną, zaglądamy także w jej przeszłość. Dzięki temu badając pobliskie gromady galaktyk, wiemy, jak wyglądają one obecnie. Badając te najbardziej odległe, wiemy, jak wyglądały pierwsze gromady galaktyk we wczesnym wszechświecie. Porównanie ich pozwala nam poznać zmiany, jakie zaszły we wszechświecie na przestrzeni ostatnich niemal czternastu miliardów lat.
Jak wskazują badacze, gromady galaktyk nie są jednorodne. Tam, gdzie galaktyki są bardziej upakowane w gromadzie, tam częściej obserwuje się bardziej dojrzałe populacje gwiazd. Jak na razie jednak nie wiadomo, dlaczego tak się dzieje i kiedy ta tendencja powstała. Aby się tego dowiedzieć, trzeba zobaczyć pierwsze gromady galaktyk.
Wkrótce po powstaniu wszechświata pojawiły się tzw. protogromady galaktyk, skupiska składające się z około 10 odległych galaktyk. Problem w tym, że światło takiego obiektu sprzed 13 miliardów lat bardzo trudno dostrzec. Niezbędny jest do tego wyjątkowo czuły teleskop obserwujący w podczerwieni.
Międzynarodowy zespół astronomów zajmujący się właśnie tym zagadnieniem postanowił wykorzystać do takich badań najnowszy Kosmiczny Teleskop Jamesa Webba oraz radioteleskop ALMA w Chile. Te dwa fantastyczne urządzenia obserwacyjne zostały wykorzystane do zbadania centralnego obszaru protogromady A2744p9OD.
Najdokładniejsze pomiary wskazują, że przy odległości 13,14 mld lat świetlnych od Ziemi jest to najodleglejsza obecnie znana protogromada galaktyk. Badacze nie byli w stanie obserwować całego regionu centralnego protogromady, aby móc ustalić, czy tak samo jak w przypadku współczesnych gromad galaktyk, efekty środowiskowe wpływają na skład galaktyk w gromadzie.
Obserwacje przeprowadzone za pomocą Kosmicznego Teleskopu Jamesa Webba i jego instrumentu NIRcam pozwoliły wykonać analizę spektroskopową jednocześnie wszystkich obiektów znajdujących się w polu widzenia. Na tym etapie udało się dostrzec w gromadzie zjonizowane światło jonów tlenu pochodzące z czterech galaktyk znajdujących się w czworokącie o boku 36 000 lat świetlnych. Dla porównania średnica naszej galaktyki to 100 000 lat świetlnych. Emisja pochodziła z tej samej odległości, w której znajdują się obserwowane cztery galaktyki.
Następnie naukowcy postanowili przeanalizować dane dotyczącego tego samego obszaru nieba, zebrane za pomocą radioteleskopu ALMA. ALMA w przeciwieństwie do Jamesa Webba obserwuje niebo w zakresie promieniowania radiowego emitowanego przez pył kosmiczny wypełniające obserwowane odległe galaktyki. W danych udało się znaleźć pył w trzech z czterech galaktyk. To spore odkrycie, bo to pierwszy przypadek odkrycia emisji, której źródłem jest pył znajdujący się w galaktyce należącej do tak odległej protogromady. Pył wbrew pozorom jest bardzo istotnym elementem, bowiem to on zawiera cięższe pierwiastki powstałe w eksplozjach wcześniejszych gwiazd, które wzbogacą skład chemiczny kolejnych generacji gwiazd.
Tu właśnie pojawia się pierwsza istotna wskazówka. Skoro w galaktyce jest pył, to znaczy, że wielu gwiazd pierwszej generacji już nie ma, przeżyły swoje życie i eksplodowały, rozsiewając pył po galaktyce. Co ciekawe, w galaktykach znajdujących się w zewnętrznych częściach protogromady emisji pochodzącej od pyłu nie wykryto. Wychodzi zatem na to, że tam, gdzie wiele galaktyk znajduje się na stosunkowo małej przestrzeni, ewolucja galaktyki przebiega znacznie szybciej.
Wszystko zatem wskazuje, że już 700 mln lat po Wielkim Wybuchu galaktyki rozwijały się w różnym tempie w zależności od zagęszczenia galaktyk w ich bezpośrednim otoczeniu. Symulacje ewolucji protogromady wykazały, że dokładnie tak jest i na przestrzeni zaledwie kilkudziesięciu milionów lat cztery małe galaktyki w centrum gromady mogą połączyć się w jedną większą galaktykę.
W przyszłości naukowcy chcą jeszcze dokładniej przyjrzeć się procesom odpowiadającym za powstawanie obszaru jądra protogromady i jego właściwości dynamicznych.