Amplo levantamento de hidrogênio oferece nova pista sobre a desaceleração da formação de estrelas

Astrônomos mediram com uma precisão inédita como o hidrogênio atômico neutro evoluiu nos últimos 4,5 bilhões de anos, revelando que esse importante reservatório de gás das galáxias diminuiu de forma muito menos acentuada do que a própria formação de estrelas.

A equipe internacional combinou observações do Five-hundred-meter Aperture Spherical Radio Telescope, conhecido como FAST, com dados de galáxias do Dark Energy Spectroscopic Instrument. A análise abrangeu cerca de 2,5 milhões de galáxias em aproximadamente um terço do céu. Como os sinais de hidrogênio de 21 centímetros das galáxias eram fracos demais para serem detectados individualmente, os pesquisadores os alinharam pelo desvio para o vermelho, uma medida relacionada à distância, e os empilharam para extrair um sinal médio do ruído.

Os resultados mostram que, há 4,5 bilhões de anos, a taxa de formação de estrelas do universo era cerca de 2,5 vezes a atual, enquanto sua densidade de hidrogênio neutro correspondia a apenas cerca de 1,4 vez a atual. Essa discrepância desafia a explicação simples de que as estrelas se tornaram mais escassas principalmente porque o hidrogênio neutro se esgotou rapidamente.

Em vez disso, o estudo aponta para uma possível desaceleração na conversão do gás. As estrelas se formam em nuvens moleculares densas, e não diretamente a partir de hidrogênio atômico neutro. À medida que o suprimento de gás em grande escala diminuiu e o gás se tornou menos denso, a conversão de hidrogênio neutro em hidrogênio molecular pode ter se tornado menos eficiente. Os resultados, publicados na Nature Astronomy, oferecem uma nova referência observacional para estudar como as galáxias amadurecem e por que o universo produz gradualmente menos estrelas.