Универсум замедляет процесс звездообразования, и астрономы пытаются выяснить, что же стоит за этой тенденцией. Снижение темпов создания новых звезд, по всей видимости, связано с дефицитом материалов, необходимых для этого. Однако насколько это верно? Международная команда под руководством Хонга Гуо из Китайской академии наук провела исследование, чтобы разобраться в причинах замедления звездообразования.
Измерения на грани возможного
Используя пятисотметровый сферический радиотелескоп FAST, исследователи провели высокоточные замеры космического нейтрального водорода (HI) за последние 4,5 миллиарда лет. Этот элемент является ключевым для формирования галактик и фиксируется через радиоволны с длиной 21 сантиметр. В исследовании также учитывались данные, собранные с помощью проекта Dark Energy Spectroscopic Instrument (DESI). Команда проанализировала образцы около 2,5 миллионов галактик, охватывающих почти треть неба. В результате было установлено, что 4,5 миллиарда лет назад скорость звездообразования во Вселенной была в 2,5 раза выше, чем сегодня, а плотность нейтрального атомного водорода составляла около 1,4 раз больше текущих показателей.
Что вызывает недоумение, так это тот факт, что существующий уровень нейтрального водорода практически не изменился за этот период. «Мы не наблюдаем, как стареет космос и уменьшается запас нейтрального водорода, но очевидно, что звездообразование продолжает значительно снижаться,» — отметил Гуо.
Загадка барионного цикла
Чтобы понять это исследование, необходимо взглянуть на источники «топлива» для звездообразования. Астрономы исходят из того, что создание звезд зависит от наличия холодных облаков водорода (H2). Логично предположить, что по мере появления новых звезд, H2 истощается. Это, казалось бы, должно привести к резкому снижению звездообразования на более поздних этапах космической истории. Однако это не так.
Для получения H2 требуется HI, который связывает крупномасштабный космический газовый цикл с процессами звездообразования в галактиках. Этот запас нейтрального водорода представляет собой связь между общим объемом газа и образованием молекулярного водорода (H2), необходимого для формирования звезд. Исследование сигнализирует о том, что изменения, наблюдаемые за последние 4,5 миллиарда лет, возможно, не происходят в резервуаре HI, а проявляются в так называемом «баронном цикле». Это процесс обмена нормальным веществом между галактиками и межгалактической средой.
Когда поставка газа из более крупной космической структуры уменьшается и ослабевает, это сказывается на способности превращать нейтральный водород в H2. Общий запас нейтрального водорода остается стабильным, но молекулярный газ постепенно исчезает и не возобновляется, что непосредственно влияет на скорость звездообразования.
Перспективы исследований
Данное исследование предоставляет новую перспективу на условия, влияющие на звездообразование. FAST-DESI является только одной вехой, открывающей окна понимания снижения звездообразования в более недавнее время, но она также имеет важные последствия для изучения эволюции галактик. Важно расширять исследования до временных периодов, предшествующих 7,2 миллиарда лет. Будущие наблюдения должны включать более глубокие исследования в различных диапазонах длин волн и частот, чтобы уловить сигналы из более ранних эпох.
Мнение SpaceDiscover
Тенденция к снижению темпов звездообразования в последние миллиарды лет подчеркивает сложность барионного цикла и необходимость более глубокого понимания процессов, происходящих в галактиках. Исследование, проведенное с помощью таких мощных инструментов, как FAST и DESI, открывает новые горизонты в нашем понимании космической эволюции. Возможно, мы стоим на пороге новых открытий, которые позволят детальнее выяснить механизмы, управляющие жизнью галактик и, как следствие, формированием звезд.
Не забудьте подписаться на наши каналы Дзен, Telegram и ВК.
Мы всегда рады видеть вас среди наших читателей и подписчиков SpaceDiscover!
