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Les galaxies ne flottent pas dans le vide : elles sont entourées d'un gaz ténu, comme une vapeur invisible au-dessus d'une casserole de soupe. Ce gaz contient de l'oxygène éjecté par les explosions d'étoiles. Les astronomes le détectent grâce aux raies sombres dans les spectres des quasars lointains : les atomes d'oxygène absorbent la lumière ultraviolette, créant des creux dans l'arc-en-ciel.

Deux modèles informatiques, TNG50 et SIMBA, ont tenté de reproduire ces observations. Les scientifiques ont pris 14 groupes de galaxies de chaque modèle, créé 90 000 spectres artificiels et les ont comparés aux données du relevé COS-IGrM. Résultat : dans TNG50, les nuages d'oxygène représentent 21 %, dans SIMBA seulement 6 %, alors que dans la réalité, ils sont 44 %. Les modèles sous-estiment clairement le gaz chaud.

La différence entre les modèles suggère où chercher la cause. Dans TNG50, les nuages d'oxygène denses se trouvent près des galaxies où naissent activement des étoiles, ce qui indique qu'ils ont été éjectés par des explosions de supernovae. Dans SIMBA, cette corrélation est absente. Tout semble dépendre de la manière dont les modèles décrivent le retour d'énergie des étoiles : avec quelle force elles soufflent le gaz et à quelle échelle de détails elles peuvent le résoudre.

Ce n'est pas simplement une dispute entre deux programmes. Si les modèles sous-estiment la quantité d'oxygène, cela signifie que nous manquons un mécanisme important : comment les galaxies échangent de la matière avec leur environnement. Or, cela affecte leur croissance, l'extinction de la formation d'étoiles et toute l'histoire de l'Univers. Maintenant que nous connaissons l'écart, les scientifiques peuvent ajuster les modèles plus précisément — et alors la vapeur au-dessus de la casserole deviendra moins insaisissable.