大规模氢巡天为恒星形成放缓提供新线索

天文学家以更高精度测量了中性原子氢在过去45亿年中的演化，发现这一重要的星系气体储库，其减少幅度远小于恒星形成速率的下降幅度。

这个国际团队将500米口径球面射电望远镜（FAST）的观测结果，与暗能量光谱仪的星系数据结合起来。分析涵盖约250万个星系，覆盖约三分之一的天空。由于各个星系的21厘米氢谱线信号过于微弱，无法单独探测，研究人员按红移——一种与距离相关的量度——将信号对齐并叠加，从噪声中提取平均信号。

结果显示，45亿年前，宇宙的恒星形成速率约为今天的2.5倍，而中性氢密度仅约为今天的1.4倍。这种差异对一个简单解释提出了挑战：恒星形成减少主要是因为中性氢被迅速耗尽。

相反，这项研究指向一种可能性：气体转化过程有所放缓。恒星在致密的分子云中形成，而非直接由中性原子氢形成。随着大尺度气体供应减弱、气体密度降低，中性氢转化为分子氢的效率可能下降。这项发表于《自然·天文学》的研究，为探索星系如何演化成熟，以及宇宙为何逐渐形成更少的恒星，提供了新的观测基准。