Ciemne galaktyki to małe, bogate w gaz galaktyki we wczesnej fazie ewolucji Wszechświata. Teoria przewiduje istnienie tego typu obiektów o bardzo nieefektywnych procesach formowania gwiazd. Brak gwiazd oznacza, że ciemne galaktyki nie emitują dużych ilości światła, a połączenie tego z wielkimi odległościami do krańców Wszechświata, czyni je bardzo trudnymi do wykrycia.
Astronomowie sądzą, że ciemne galaktyki mogły stanowić bloki budulcowe dla współczesnych galaktyk wypełnionych gwiazdami. Od lat więc próbowali rozwijać techniki obserwacyjne, aby w końcu dostrzec te obiekty.
Zespół kierowany przez Sebastiano Cantalupo z Uniwersytetu Kalifornijskiego w Santa Cruz (USA) zastosował następujące podejście: skoro galaktyki nie świecą same z siebie, to trzeba znaleźć obszar kosmosu, w którym są oświetlane przez sąsiedni bardzo jasny obiekt.
„Szukaliśmy fluorescencyjnego świecenia gazu w ciemnych galaktykach, rozświetlonego światłem ultrafioletowym od sąsiedniego, bardzo jasnego kwazara. Promieniowanie kwazara spowodowało świecenie ciemnych galaktyk dzięki procesowi podobnemu do znanego z ubrań oświetlonych lampami ultrafioletowymi w nocnym klubie” - tłumaczy Simon Lilly (ETH Zurich, Szwajcaria), członek zespołu badawczego.
Naukowcy wykorzystali dużą powierzchnię zbierającą światło i czułość Bardzo Dużego Teleskopu (VLT), pracującego w Obserwatorium ESO Paranal w Chile. Wykonali serię bardzo długich ekspozycji i za pomocą instrumentu FORS2 uzyskali mapę obszaru wokół jasnego kwazara HE 0109-3518.
Zespół znalazł prawie 100 obiektów położonych w odległości kilku milionów lat świetlnych od kwazara. Dalsze analizy zawęziły ostatecznie listę do 12 galaktyk zidentyfikowanych jako ciemne galaktyki z wczesnego Wszechświata.
Oszacowania masy gazu w tych galaktykach dają wartości około miliard mas Słońca, co jest typowe dla bogatych w gaz, małomasywnych galaktyk we wczesnej fazie ewolucji Wszechświata. Z kolei aktywność procesów gwiazdotwórczych jest stukrotnie mniejsza niż w typowych galaktykach z tej wczesnej ery, w których powstają gwiazdy.