Tempo powstawania gwiazd spadło znacznie szybciej niż zasoby wodoru

Międzynarodowa grupa astronomów ustaliła, że w ciągu ostatnich 4,5 miliarda lat tempo powstawania nowych gwiazd we Wszechświecie spadło około 2,5 razy. Jednocześnie gęstość neutralnego wodoru atomowego była wówczas tylko około 1,4 razy wyższa od obecnego poziomu. O wynikach badania opublikowanego online w Nature Astronomy informuje ScienceDaily.

Obserwacje milionów galaktyk

Badacze pod kierownictwem specjalistów z Chińskiej Akademii Nauk połączyli dane z chińskiego radioteleskopu FAST z dużym zbiorem optycznych danych spektroskopowych projektu DESI. Zbadali około 2,5 miliona galaktyk rozmieszczonych na niemal jednej trzeciej sklepienia niebieskiego.

Neutralny wodór atomowy, czyli HI, jest ważnym rezerwuarem zimnego gazu wewnątrz galaktyk. Łączy on całkowite kosmiczne zasoby gazu z wodorem molekularnym, w którego gęstych obłokach powstają przede wszystkim gwiazdy. HI wykrywa się dzięki niezwykle słabej linii radiowej o długości fali 21 centymetrów, której sygnał często ginie w tle szumu.

Więcej aktualnych wiadomości na kanale UA.News w Telegramie Telegram.

Aby zmierzyć sygnały zbyt słabe do indywidualnego wykrycia, naukowcy zastosowali metodę składania widm. Wyrównywali sygnały radiowe według precyzyjnie zmierzonych przesunięć ku czerwieni galaktyk i łączyli je. Umożliwiło to wyodrębnienie średniego sygnału neutralnego wodoru oraz prześledzenie zmian jego kosmicznej gęstości z wysoką precyzją statystyczną.

Zasoby HI nie wyjaśniają spadku powstawania gwiazd

Jednym z wyjaśnień spadku aktywności gwiazdotwórczej było stopniowe wyczerpywanie się zimnego gazu w galaktykach. Nowe pomiary pokazały jednak, że gwałtownemu spadkowi tempa narodzin gwiazd nie towarzyszyło równie duże zmniejszenie rezerwuarów neutralnego wodoru atomowego.

Autorzy pracy zaznaczają, że samo szybkie wyczerpywanie się HI nie wyjaśnia spadku powstawania gwiazd. Ich zdaniem istotne mogą być zmiany ruchu gazu w cyklu barionowym: z powodu słabszego napływu gazu z kosmicznej sieci i mniejszej gęstości gazu galaktyki mogą mniej efektywnie przekształcać HI w wodór molekularny. W takim scenariuszu całkowity rezerwuar HI może pozostawać względnie stabilny, podczas gdy zasoby gazu molekularnego, bezpośrednio związanego z formowaniem gwiazd, stopniowo się zmniejszają.

Czytaj nas na Telegram i Sends