恒星形成速率下降远快于氢储量减少
一个国际天文学家团队发现，在过去45亿年间，宇宙中新恒星形成的速率下降了约2.5倍。与此同时，中性原子氢的密度当时仅比当前水平高约1.4倍。在线发表于《自然·天文学》的这项研究结果，由ScienceDaily报道。
对数百万个星系的观测
由中国科学院专家领导的研究人员将中国FAST射电望远镜的数据与DESI项目的大型光学光谱数据集结合起来。他们研究了约250万个星系，这些星系分布在近三分之一的天空范围内。
中性原子氢，即HI，是星系内部冷气体的重要储库。它将整体宇宙气体储量与分子氢联系起来，而恒星主要在分子氢的致密云中诞生。HI通过波长为21厘米的极微弱射电谱线被探测到，其信号常常淹没在噪声背景中。
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为测量弱到无法单独探测的信号，科学家采用了光谱叠加方法。他们根据精确测量的星系红移校准射电信号并将其合并。这使得研究人员能够提取中性氢的平均信号，并以很高的统计精度追踪其宇宙密度的变化。
HI储量无法解释恒星形成的下降
对恒星形成活动下降的一种解释是，星系中的冷气体逐渐耗尽。然而，新测量显示，恒星诞生速率的急剧下降并未伴随中性原子氢储库同等幅度的减少。
研究作者指出，HI的快速耗尽本身无法解释恒星形成的下降。他们认为，重子循环中气体运动的变化可能十分重要：由于来自宇宙网的气体流入减弱以及气体密度降低，星系将HI转化为分子氢的效率可能会下降。在这种情景下，HI的总储库可以保持相对稳定，而与恒星形成直接相关的分子气体储量则会逐步减少。
