Темпы рождения новых звезд во Вселенной за последние 4,5 млрд лет сократились более чем вдвое. При этом запасы нейтрального атомарного водорода, необходимого для процессов звездообразования, уменьшились значительно слабее. К такому выводу пришла международная группа ученых под руководством специалистов Китайской академии наук.
Исследователи использовали данные китайского радиотелескопа FAST и проекта DESI, изучив около 2,5 млн галактик почти на трети небосвода. Радиосигналы от отдельных объектов были слишком слабыми, поэтому их объединили с помощью метода спектрального суммирования. Это позволило выделить средний сигнал нейтрального водорода на фоне помех.
Около 4,5 млрд лет назад скорость звездообразования была примерно в 2,5 раза выше нынешней. Плотность нейтрального атомарного водорода за тот же период превышала современный уровень лишь примерно в 1,4 раза. Результаты исследования опубликованы в журнале Nature Astronomy.
Нейтральный водород служит важным газовым резервуаром в галактиках, однако звезды возникают преимущественно в более плотных облаках молекулярного газа. Полученные данные показывают, что сокращение запасов нейтрального водорода само по себе не может объяснить заметное падение темпов звездообразования. Ученые считают, что ключевую роль может играть снижение эффективности преобразования этого газа в молекулярный водород.
По оценке исследовательской группы, в поздней Вселенной мог ослабнуть приток газа из космической сети, а плотность газа — снизиться. В таких условиях галактикам становится сложнее формировать молекулярные облака, из которых появляются звезды. При этом общий объем нейтрального водорода способен оставаться относительно стабильным.