Темпы рождения звёзд во Вселенной заметно снизились за последние 4,5 млрд лет, однако причиной этого, вероятно, не стало простое истощение запасов нейтрального водорода. К такому выводу пришла международная группа исследователей под руководством Хун Го из Китайской академии наук. Учёные сопоставили данные радиотелескопа FAST и проекта DESI, изучив около 2,5 млн галактик почти на трети небесной сферы.
Наблюдения показали, что 4,5 млрд лет назад скорость звездообразования была примерно в 2,5 раза выше нынешней. При этом плотность нейтрального атомарного водорода превышала современный показатель лишь примерно в 1,4 раза. Такая разница не объясняет резкое падение темпов формирования новых звёзд, поскольку общий запас этого газа за рассматриваемый период изменился незначительно.
«Мы обнаружили, что в течение последних 4,5 миллиарда лет звездообразование продолжало существенно снижаться, тогда как космический резервуар нейтрального атомарного водорода изменился на удивление мало», — сказал Хун Го. Он уточнил, что исследование охватывает только поздний этап снижения активности, а не всю историю этого процесса. Максимум звездообразования пришёлся на гораздо более ранний период — примерно 10 млрд лет назад, или эпоху «космического полудня».
Для появления звёзд необходимы холодные облака молекулярного водорода H2. Нейтральный водород HI служит промежуточным звеном между крупномасштабными запасами газа и образованием молекулярного вещества, однако его количество остаётся относительно стабильным. Поэтому исследователи связывают изменения не с самим резервуаром HI, а с так называемым барионным циклом — обменом обычным веществом между галактиками и межгалактической средой.
По мере ослабления притока газа из крупномасштабной космической сети нейтральный водород, вероятно, стал менее эффективно превращаться в H2. В результате молекулярный газ постепенно расходуется и восполняется медленнее, что непосредственно отражается на темпах рождения звёзд. Таким образом, снижение активности может быть связано с нарушением переработки газа, а не с исчезновением общего запаса водорода.
Исследование FAST—DESI стало одним из ориентиров для изучения позднего спада звездообразования и эволюции галактик, сообщает Китайская академия наук. Телескоп FAST позволяет заглянуть примерно на 7,2 млрд лет в прошлое, поэтому дальнейшие работы должны охватить более ранние эпохи. Для этого потребуются глубокие наблюдения в широком диапазоне длин волн и частот.