中国天眼破解宇宙造星放缓之谜，45亿年演化证据找到
望远镜里的惊人反差
在2026年9月3日, 于北京中关村南大街的中国科学院国家天文台大楼之内, 空气好似呈现出凝固之状。姜鹏研究员全神贯注地凝视着屏幕之上的那条曲线, 他的眉头紧紧皱起, 而这条曲线乃是对45亿年以来宇宙中性氢演化情形的描绘, 其与他预先所设想的状况全然不一样。
“这是错的, 并非正确情况。”郭宏对着数据再三核查, 那语气之中带有着没法置信之感。依照传统的理论来讲, 恒星形成的速率应该跟冷气体储备一块下降, 然而由FAST给出的数据表明, 四十五亿年之前的恒星形成速率是如今的二点五倍, 可是中性氢密度仅仅只是如今的一点四倍而已。气体明明仍然足够使用, 星星为何就不怎么产生了呢?
一场持续多年的观测行动
2018年被时间拨回, 中国天眼FAST在贵州平塘县克度镇落成启用, 这座有着500米口径的球面射电望远镜，用超灵敏的接收能力, 默默扫描着大半个天空, 与此同时, 美国的DESI光谱仪正在亚利桑那州的基特峰上运行, 用大规模巡天数据编织着宇宙的三维图景。
原本的两个各自相互独立的观测研究项目, 在二零二四年前后的时候开始产生彼此之间的会合交会。中国科学院国家天文台、上海天文台、上海交通大学的相关团队作出决定要联起手来, 把名为FAST的灵敏度方面具备的优势与名为DESI的大样本所具有的覆盖范围进行相互结合, 尝试着去解答一个让天文学界困扰多达数十年的疑难之谜: 宇宙为何呈现出正在“衰老”的这种状态呢?
二百五十万个星系的数据洪流
那数据量, 是令人觉得快要窒息的, 团队对覆盖了大概三分之一天区的250万个星系进行了分析, 其中的每一个星系, 都经历了严格的筛选以及十分精确的测量, 上海交通大学的杨小虎教授回忆起那个时候的场景时表示: “我们差不多把所有的计算资源都用上了, 单单是数据处理这一项, 就花费了差不多两年的时间。”。
更为关键的要点在于统计精度, 以往的观测受到“看得深入却无法做到广泛、看得广泛然而深度又不足”这种瓶颈的限制, 对于中低红移宇宙当中中性氢的总量究竟是怎样随着时间进行演变的, 一直都欠缺可靠的证据, 而在此次, 研究团队前所未有的覆盖了从红移z = 0.2直至z = 1.0这样一个广阔的区间, 这是宇宙恒星形成“主序列”从峰值状态下降到当代的关键窗口呀。
一个理论的崩塌
其结局呈现于眼前, 传统的阐释架构瞬间崩塌, 长久以来, 学术界广泛觉得恒星产生速率有所衰落是起因于冷气体被用光, 好似工厂假如没了原材料, 生产进程自然而然就会减缓, 然而新的数据清清楚楚表明, “原材料”并未枯竭。
耐人寻味的是, 姜鹏在论文撰写期间多次强调, 问题不在于有什么, 而在于怎么用, 这意味着, 真正卡脖子的环节, 可能发生在气体从毛坯状态到可造星状态的转化过程中, 宇宙网对星系的供气在减弱, 气体密度在下降, 中性氢向分子氢转化的效率也随之降低, 能直接孕育恒星的分子气体, 才是真正短缺的。
国际合作的结晶
该成果是由中国科学院国家天文台姜鹏研究员团队完成的, 同时也是上海天文台郭宏研究员团队完成的, 还是上海交通大学杨小虎教授完和景益鹏院士团队完成的, 并且是联合DESI国际团队共同完成的。论文是在2026年9月初发表的, 发表在了国际顶级期刊《自然·天文》上。
参与研究的那些学者们表明, 这属于FAST跟国际设备深度相融合的典范，FAST给出高灵敏度的21厘米谱线观测, DESI给出大规模星系红移样本, 二者交叉校准之后, 才达成了这般精度的中性氢演化测量, 景益鹏院士作出评价称, “这种国际合作模式, 给中国天文观测开启了新的可能性。”。
一个悬而未决的问题
那么, 随宇宙演化, 中性氢向分子氢转化的效率到底有着如何难以估摸地变动, 当那气体自身物理条件经历改变时是不是改变方式独特, 或者, 给星系反馈效应是否关键作用打上悬念? 团队此刻正在紧跟持续的观测方面的行动, 试着凭借更多的数据线路响应这类系列的疑问。
仍在宇宙之中新的恒星稀稀落落地亮亮着, 然而已远远比不上45亿年之前那般繁荣昌盛。气体是足够使用的, 可是却制造不出来星星, 这背后所蕴含的机制, 或许正在改变我们对于宇宙演化的理解。你觉得, 究竟是什么真正地掌控着恒星位于宇宙里的“生产线”呢?
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