В далёких активных ядрах чаще находят избыток гелия и нехватку кислорода

Авторы не просто посмотрели на один набор спектров, а сравнили химический состав узких областей излучения в двух очень разных режимах: в близких к нам активных ядрах и в тех, что видны на больших космологических расстояниях. Для этого они взяли спектры в оптическом диапазоне и по линиям излучения оценили, сколько там гелия и кислорода. Часть объектов они разобрали более точно через метод, который использует температуру газа, а для остальных — через более практичные калибровки по сильным спектральным линиям.

Зачем это понадобилось? Потому что по активным галактическим ядрам можно судить не только о чёрной дыре в центре, но и о том, как менялась среда вокруг неё в ранней Вселенной. Авторы хотели понять, остаются ли химические соотношения такими же, как рядом с нами, или у далёких ядер есть свой характерный «почерк». И здесь как раз вылез интересный контраст: с ростом красного смещения ионизация газа становится выше, а у большинства далёких объектов одновременно виден избыток гелия и дефицит кислорода по сравнению с солнечными значениями.

Самый заметный результат — объект goods-s-mediumhst-58850 на z = 6.2615. Для него оценка гелия оказалась самой высокой из опубликованных на сегодня: 12 + log(He/H) = 11.64, что соответствует примерно 4,4 солнечной доли гелия. Авторы отдельно проверили, не ломается ли этот вывод при других допущениях о плотности электронов в газе, и результат сохранился. Ещё они заметили слабый намёк на то, что к более близкой Вселенной отношение He/H немного падает, а O/H, наоборот, растёт.

Важно и то, что они не ограничились одной техникой измерения: там, где можно было, сравнили прямой температурный метод и эмпирические оценки по ярким линиям. Это делает картину убедительнее, хотя и не отменяет того, что речь идёт об оценках по спектрам, а не о прямом «взвешивании» химического состава.