Un vaste relevé de l’hydrogène apporte un nouvel indice sur le ralentissement de la formation des étoiles

Des astronomes ont mesuré avec une précision inédite l’évolution de l’hydrogène atomique neutre au cours des 4,5 derniers milliards d’années, révélant que cet important réservoir de gaz galactique a diminué bien moins fortement que le rythme de formation des étoiles.

L’équipe internationale a combiné les observations du Five-hundred-meter Aperture Spherical Radio Telescope, connu sous le nom de FAST, avec des données sur les galaxies issues du Dark Energy Spectroscopic Instrument. Son analyse a porté sur environ 2,5 millions de galaxies réparties sur près d’un tiers du ciel. Les signaux de l’hydrogène à 21 centimètres émis par ces galaxies étant trop faibles pour être détectés individuellement, les chercheurs les ont alignés selon leur décalage vers le rouge, une mesure liée à la distance, puis les ont superposés pour extraire un signal moyen du bruit.

Les résultats montrent qu’il y a 4,5 milliards d’années, le taux de formation d’étoiles dans l’Univers était environ 2,5 fois celui d’aujourd’hui, alors que la densité d’hydrogène neutre ne représentait qu’environ 1,4 fois sa valeur actuelle. Ce décalage remet en cause l’explication simple selon laquelle les étoiles se seraient principalement raréfiées parce que l’hydrogène neutre s’épuisait rapidement.

L’étude suggère plutôt un possible ralentissement de la conversion du gaz. Les étoiles se forment dans des nuages moléculaires denses, et non directement à partir d’hydrogène atomique neutre. À mesure que les apports de gaz à grande échelle diminuaient et que le gaz devenait moins dense, la conversion de l’hydrogène neutre en hydrogène moléculaire a pu perdre en efficacité. Les résultats, publiés dans Nature Astronomy, offrent un nouveau point de référence observationnel pour étudier la maturation des galaxies et comprendre pourquoi l’Univers produit progressivement moins d’étoiles.