Газ в галактике светится, как неоновая вывеска, и по цвету этого свечения астрономы определяют, насколько он горячий. Логика простая: чем больше в газе тяжёлых элементов (астрономы называют их металлами), тем лучше он остывает. Значит, у богатых металлами галактик температура должна быть ниже. Но новые наблюдения показали обратное.
Учёные взяли два независимых набора данных и измерили температуру по свечению ионизованного кислорода. Оказалось, что у галактик с большим содержанием металлов температура не падает, а растёт. Это как если бы в жаркий день кондиционер не охлаждал комнату, а нагревал её.
Пока никто не может объяснить, почему так происходит. Это не ошибка измерений и не влияние пыли. Возможно, кислород в таких галактиках подсвечивается каким-то дополнительным источником энергии. Если причина не найдётся, придётся пересматривать сам метод определения химического состава галактик — а на нём построена большая часть наших знаний об эволюции Вселенной.
Термометр, которым мы мерили галактики десятилетиями, похоже, нуждается в поверке.
как её написали авторы, на английском arXiv:2603.05434
The electron temperature is a crucial parameter for the determination of the gas-phase metallicity of galaxies. Low electron temperature is expected for metal-rich galaxies, theoretically. We report the discovery that temperature, as measured through auroral-to-strong line ratios of O$$^+$$, trends in reverse directions at 12+log(O/H) $$\geq$$ 8.7. This trend remains consistent regardless of the emission line fitting method employed and is not attributable to contamination or dust attenuation correction. Notably, this phenomenon is not observed in other low-ionization ions, such as S$$^+$$ and N$$^+$$, which also probe electron temperature. The results are verified in two independent datasets. We analyze the potential cause for the high [OII] auroral-to-strong line ratios at high metallicities, finding that no specific reason could account for that. This finding challenges the fundamental principles of the direct $$T_e$$ method for metallicity measurement, warranting further investigation into its physical interpretation.
В астрономии «металлами» называют все элементы тяжелее гелия, даже кислород и азот — с точки зрения химика это неверно, но такова традиция.
В сериале «Звёздный путь» состав далёких миров определяют мгновенно — но если наш метод даёт сбой, даже вымышленным учёным пришлось бы пересматривать свои приборы.