📄 Показана версия «Просто» — «Популярно» пока не готова. Добавьте ★ в избранное, если хотите её ускорить. Прошу разобрать полностью

Каждая галактика плавает в невидимом облаке газа, как фрукт в сиропе. Этот газ — остатки стройматериала, из которого собирались звёзды, и он постоянно пополняется новыми порциями из межгалактического пространства. Увидеть его напрямую почти невозможно: он слишком разреженный и холодный. Но когда свет далёкого квазара проходит сквозь такое облако, атомы металлов в газе поглощают часть света на определённых длинах волн. По этим «провалам» в спектре астрономы вычисляют, сколько газа встретилось свету по дороге.

Учёные взяли одну из лучших компьютерных моделей Вселенной — IllustrisTNG, где миллионы виртуальных галактик живут по законам физики, — и сравнили её предсказания с реальными наблюдениями. В модели учли два варианта: газ нагревается только столкновениями частиц или ещё и подсвечивается ультрафиолетовым излучением от всех звёзд и квазаров. Оказалось, что второй вариант гораздо лучше совпадает с тем, что видят телескопы. Особенно хорошо модель описывает разреженный газ на окраинах галактик — тот самый «сироп», который тянется на сотни тысяч световых лет.

Почему модель недобирает плотных облаков? Возможно, в ней не хватает каких-то процессов, которые сжимают газ: взрывов сверхновых, выбросов из чёрных дыр или столкновений галактик. Это как если бы повар забыл добавить в тесто дрожжи — пирог получился, но пышность не та. Разница между моделью и реальностью указывает, какие именно «дрожжи» нужно добавить в следующую версию симуляции.

Такой подход — сравнение модели с наблюдениями — помогает откалибровать наше понимание того, как галактики дышат: втягивают газ, перерабатывают его в звёзды и выбрасывают обратно. Чем точнее модель повторит картину поглощения света от квазаров, тем увереннее можно говорить, что мы правильно понимаем круговорот вещества во Вселенной.