中国天眼FAST联合DESI观测:宇宙恒星“减产”并非燃料耗尽

发布时间:2026-09-26 20:33

  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国际合作团队,利用“中国天眼”与国际暗能量光谱仪联合观测,对过去 45 亿年的宇宙中性氢演化进行高精度测量。

  研究发现,宇宙恒星形成活动显著减弱的同时,中性氢储备并未同步枯竭。相关成果发表于

  恒星形成率下降是星系演化领域的核心问题。一个流行解释是,孕育恒星的冷气体不断被消耗,导致造星活动衰退。如果这一图景成立,恒星形成率下降应伴随冷气体储备的同步骤减。但此次测量给出了不同答案。

  中性氢是星系中重要的冷气体储备,通过极其微弱的 21 厘米射电谱线发出信号。遥远星系的单个信号常淹没在背景噪声中,过去观测长期受限于“看得深却看不广、看得广又不够深”的瓶颈。

  研究团队将 FAST 的高灵敏度射电观测与 DESI 的大规模光谱巡天深度结合,分析覆盖约三分之一天区的约 250 万个星系。他们利用中性氢谱线叠加技术,将大量微弱信号按星系红移精确对齐后叠加,从噪声中提取出平均信号,以前所未有的统计精度追踪中性氢演化轨迹。

  测量结果显示:45 亿年前的宇宙恒星形成率约为今天的 2.5 倍,而同期中性原子氢密度仅约为今天的 1.4 倍。论文通讯

  恒星并非直接由中性氢形成。中性氢需先转变成更致密的分子氢云,分子氢云才是恒星真正的“产房”。论文第一

  随着供气减弱、气体密度降低,中性氢向分子氢转变的效率下降。中性氢储备得以相对稳定保留,而真正能直接孕育恒星的分子气体却在慢慢减少。“我们看到的不是宇宙缺气,而是气越来越难被‘加工’成恒星。”郭宏说。

  该研究由中国科学院国家天文台姜鹏研究员团队、上海天文台郭宏研究员团队,以及上海交通大学杨小虎教授、景益鹏院士团队,联合 DESI 国际团队共同完成。论文第一

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