Una vasta indagine sull’idrogeno offre un nuovo indizio sul rallentamento della formazione stellare

Gli astronomi hanno misurato con maggiore precisione l’evoluzione dell’idrogeno atomico neutro negli ultimi 4,5 miliardi di anni, rivelando che questa importante riserva di gas galattico è diminuita molto meno rapidamente della formazione stellare stessa.

Il gruppo internazionale ha combinato le osservazioni del Five-hundred-meter Aperture Spherical Radio Telescope, noto come FAST, con i dati sulle galassie del Dark Energy Spectroscopic Instrument. L’analisi ha riguardato circa 2,5 milioni di galassie distribuite su circa un terzo del cielo. Poiché i segnali dell’idrogeno a 21 centimetri delle singole galassie erano troppo deboli per essere rilevati individualmente, i ricercatori li hanno allineati in base allo spostamento verso il rosso, una misura legata alla distanza, e li hanno sovrapposti per estrarre dal rumore un segnale medio.

I risultati mostrano che 4,5 miliardi di anni fa il tasso di formazione stellare nell’universo era circa 2,5 volte quello attuale, mentre la densità dell’idrogeno neutro era soltanto circa 1,4 volte maggiore. Questa discrepanza mette in discussione la semplice spiegazione secondo cui le stelle sarebbero diventate meno numerose soprattutto perché l’idrogeno neutro si era rapidamente esaurito.

Lo studio indica invece un possibile rallentamento nella conversione del gas. Le stelle si formano in dense nubi molecolari, non direttamente dall’idrogeno atomico neutro. Con la diminuzione dell’apporto di gas su larga scala e della sua densità, l’idrogeno neutro potrebbe essersi trasformato in idrogeno molecolare in modo meno efficiente. I risultati, pubblicati su Nature Astronomy, forniscono un nuovo riferimento osservativo per studiare come maturano le galassie e perché l’universo produce gradualmente meno stelle.