中国天眼重绘宇宙演化图景
发稿时间:2026-09-02 10:00:00 编辑:李婧怡 来源: 光明网-《光明日报》
光明日报北京9月1日电(记者崔兴毅)恒星形成率降到约四成,作为重要“气罐”的中性氢却仍保有七成以上。宇宙为何“有气难成星”?近日,由中国科学院国家天文台、上海天文台、上海交通大学等组成的研究团队,利用中国天眼(FAST)与国际暗能量光谱仪(DESI),对距今45亿年以来的宇宙中性氢演化进行了高精度测量。研究发现,尽管同期宇宙恒星形成活动显著减弱,但作为星系重要气体储备的中性原子氢却仅发生缓慢变化。
星系中孕育恒星的冷气体主要是中性原子氢,但它发出的21厘米射电信号极其微弱,遥远星系的单个信号常淹没在噪声中。研究团队将覆盖约1/3天区、约250万个星系的信号按红移精确对齐并叠加,从噪声中提取出平均信号,首次以高精度追踪中低红移宇宙的中性氢演化。“我们测到,45亿年前的宇宙恒星形成率约为今天的2.5倍,而同期中性氢密度仅为今天的1.4倍。”中国科学院国家天文台副研究员张传朋说,“中性氢储备没有像恒星形成那样大幅下降。”上海天文台研究员郭宏表示,这一反差直接排除“中性氢快速耗尽导致恒星形成衰退”的简单图景——“中性氢还在,但恒星形成却变难了”。
张传朋进一步解释,恒星并非直接由中性氢形成,而是诞生于更致密的分子气体云。中性氢是从大尺度气体供应到分子气体的中间环节。研究提示,晚期宇宙真正变化的可能是气体转化效率,即随着宇宙网供气减弱、气体密度降低,中性氢向分子氢的转化效率下降,真正能造星的分子气体逐渐减少,中性氢反而得以保留。
专家表示,这项成果将讨论焦点从“气体是否耗尽”推进到“为何中性氢储备充足,恒星形成却日益艰难”,为解释恒星在宇宙逐渐停止形成提供了全新的关键线索。FAST与DESI的此次联合观测,为理解宇宙晚期气体循环、恒星形成衰退及星系演化确立了新的重要观测基准。
《光明日报》(2026年09月02日 08版)





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