Звездообразование во Вселенной падает, но водорода хватает: новые данные FAST и DESI
Международная группа астрономов подвела неожиданный итог многолетних наблюдений: звездообразование во Вселенной резко замедлилось за последние 4,5 миллиарда лет, но ключевое «топливо» для этого процесса — нейтральный водород — осталось в избытке. Выводы основаны на данных китайского сферического радиотелескопа FAST и спектроскопического обзора DESI, охватившего около 2,5 миллиона галактик.
Исследователи сравнили плотность нейтрального водорода и темпы звездообразования в разные космические эпохи. Оказалось, что 4,5 миллиарда лет назад звезды рождались в 2,5 раза активнее, чем сейчас, однако количество нейтрального водорода тогда было всего в 1,4 раза выше. Это означает, что запасы газа истощаются гораздо медленнее, чем падает темп появления новых светил.
Противоречие заставило ученых пересмотреть простую логику: казалось бы, меньше водорода — меньше звезд, но динамика не совпадает. Похоже, решающую роль играют не столько объемы газа, сколько условия, при которых облака способны сжиматься в звезды. Среди возможных факторов — турбулентность межзвездной среды, магнитные поля, а также обратная связь от уже существующих звезд и активных ядер галактик.
В своей работе астрономы опирались на высокочувствительные наблюдения FAST в радиодиапазоне, которые позволили измерить содержание нейтрального водорода в галактиках на разных расстояниях, то есть в разные эпохи. Данные DESI, в свою очередь, дали точные оценки темпов звездообразования по спектрам огромного числа галактик. Совмещение этих двух методов позволило впервые провести столь масштабное прямое сравнение.
Авторы подчеркивают, что результаты носят наблюдательный характер и не разрушают существующие модели эволюции галактик, но указывают на необходимость более детального учета физических процессов внутри газовых облаков. Возможно, значительная часть водорода находится в форме, которая не способна быстро коллапсировать, или же звездообразование подавляется на ранних стадиях.
Открытие также поднимает вопрос о будущем звездообразовании во Вселенной. Если даже оставшегося водорода хватит на многие миллиарды лет, текущие темпы могут продолжать снижаться, что со временем приведет к более спокойной и тусклой Вселенной. Однако, как отмечают ученые, для точных прогнозов необходимы дальнейшие наблюдения, в том числе с использованием новых радиотелескопов и спектрографов.
Работа опубликована в рецензируемом журнале и уже привлекла внимание астрофизиков, занимающихся эволюцией галактик. Исследователи надеются, что продолжение обзоров FAST и DESI позволит уточнить, какие именно механизмы замедляют рождение звезд, несмотря на обилие «строительного материала».
