Ученые обнаружили резкое замедление звездообразования во Вселенной при почти неизменных запасах нейтрального водорода, необходимого для рождения звезд.
Астрономы обнаружили, что за последние 4,5 миллиарда лет темпы образования звезд во Вселенной снизились более чем вдвое, хотя запасы нейтрального атомарного водорода – главного газового резервуара галактик – сократились лишь незначительно. Результаты исследования представлены в журнале Nature Astronomy.
К такому выводу международная команда ученых пришла, объединив наблюдения китайского радиотелескопа FAST с данными проекта DESI. Исследователи изучили около 2,5 миллиона галактик, охватывающих почти треть небесной сферы.
Пятисотметровый телескоп FAST в Китае. Credit: The photo is taken by Bojun Wang, Jinchen Jiang with post processing by Qisheng Cui.
Атомарный водород считается важнейшим сырьем для формирования звезд, однако его чрезвычайно слабое радиоизлучение трудно обнаружить в отдельных далеких галактиках. Ученые решили проблему с помощью спектрального сложения сигналов: они объединили слабые данные от огромного числа галактик, используя точные красные смещения из каталога DESI.
Измерения показали, что 4,5 миллиарда лет назад Вселенная формировала звезды примерно в 2,5 раза активнее, чем сегодня. При этом плотность нейтрального водорода была лишь в 1,4 раза выше современной.
Таким образом, постепенное «выгорание» запасов водорода не может объяснить падение темпов звездообразования. По мнению ученых, причина может заключаться в другом этапе космического газового цикла.
Рождающаяся звезда L1527 в созвездии Телец. Снимок получен камерой ближнего инфракрасного диапазона NIRCam космического телескопа «James Webb». Цвета обусловлены толщиной слоев пыли. Чем он толще, тем меньше синего цвета и ярче оранжевые очаги. Credit: NASA, ESA, CSA, and STScI, J. DePasquale (STScI)
Звезды формируются непосредственно из молекулярного газа, а атомарный водород является промежуточным звеном на пути от космического газа к звездам. По мере эволюции Вселенной приток вещества из космической сети ослабевает, а плотность газа снижается. Из-за этого атомарному водороду может становиться сложнее превращаться в молекулярный газ, необходимый для рождения новых звезд.
Получается, что галактики не столько теряют водород, сколько постепенно утрачивают способность превращать его в звездное вещество. Это помогает объяснить, почему Вселенная продолжает стареть и становиться все менее активной в производстве новых звезд.
Источник: in-space.ru