Вселенная теряет способность рождать звезды, хотя топлива по-прежнему хватает

Астрономы обнаружили, что за последние 4,5 миллиарда лет темпы образования звезд во Вселенной снизились более чем вдвое, хотя запасы нейтрального атомарного водорода – главного газового резервуара галактик – сократились лишь незначительно. Результаты исследования представлены в журнале Nature Astronomy.

К такому выводу международная команда ученых пришла, объединив наблюдения китайского радиотелескопа FAST с данными проекта DESI. Исследователи изучили около 2,5 миллиона галактик, охватывающих почти треть небесной сферы.

Атомарный водород считается важнейшим сырьем для формирования звезд, однако его чрезвычайно слабое радиоизлучение трудно обнаружить в отдельных далеких галактиках. Ученые решили проблему с помощью спектрального сложения сигналов: они объединили слабые данные от огромного числа галактик, используя точные красные смещения из каталога DESI.

Измерения показали, что 4,5 миллиарда лет назад Вселенная формировала звезды примерно в 2,5 раза активнее, чем сегодня. При этом плотность нейтрального водорода была лишь в 1,4 раза выше современной.

Таким образом, постепенное «выгорание» запасов водорода не может объяснить падение темпов звездообразования. По мнению ученых, причина может заключаться в другом этапе космического газового цикла.

Звезды формируются непосредственно из молекулярного газа, а атомарный водород является промежуточным звеном на пути от космического газа к звездам. По мере эволюции Вселенной приток вещества из космической сети ослабевает, а плотность газа снижается. Из-за этого атомарному водороду может становиться сложнее превращаться в молекулярный газ, необходимый для рождения новых звезд.

Получается, что галактики не столько теряют водород, сколько постепенно утрачивают способность превращать его в звездное вещество. Это помогает объяснить, почему Вселенная продолжает стареть и становиться все менее активной в производстве новых звезд.