Un amplu studiu al hidrogenului oferă un nou indiciu despre încetinirea formării stelelor

Astronomii au măsurat cu un nou nivel de precizie evoluția hidrogenului atomic neutru în ultimele 4,5 miliarde de ani, constatând că acest important rezervor de gaz al galaxiilor s-a redus mult mai puțin accentuat decât rata de formare a stelelor.

Echipa internațională a combinat observații ale radiotelescopului Five-hundred-meter Aperture Spherical Radio Telescope, cunoscut drept FAST, cu date despre galaxii obținute de Dark Energy Spectroscopic Instrument. Analiza a cuprins aproximativ 2,5 milioane de galaxii de pe circa o treime din cer. Deoarece semnalele de hidrogen cu lungimea de undă de 21 de centimetri ale galaxiilor erau prea slabe pentru a fi detectate individual, cercetătorii le-au aliniat în funcție de deplasarea spre roșu, o mărime legată de distanță, și le-au suprapus pentru a extrage un semnal mediu din zgomot.

Rezultatele arată că, în urmă cu 4,5 miliarde de ani, rata de formare a stelelor în univers era de aproximativ 2,5 ori mai mare decât în prezent, în timp ce densitatea hidrogenului neutru era doar de circa 1,4 ori mai mare. Această discrepanță pune sub semnul întrebării explicația simplă potrivit căreia stelele au devenit mai rare în principal deoarece hidrogenul neutru s-a epuizat rapid.

În schimb, studiul indică o posibilă încetinire a procesului de transformare a gazului. Stelele se formează în nori moleculari denși, nu direct din hidrogen atomic neutru. Pe măsură ce aportul de gaz la scară largă a scăzut, iar gazul a devenit mai puțin dens, este posibil ca hidrogenul neutru să se fi transformat mai puțin eficient în hidrogen molecular. Concluziile, publicate în Nature Astronomy, oferă un nou reper observațional pentru studierea modului în care galaxiile se maturizează și a motivelor pentru care universul produce treptat tot mai puține stele.