Астрономы: звезды образуются в 2,5 раза реже, чем 4,5млрд лет назад
Темпы рождения звезд во Вселенной упали более чем вдвое за последние 4,5 миллиарда лет. Долгое время ученые полагали, что это объясняется сокращением количества атомарного водорода — «сырья» для звездообразования. Однако новые измерения показали, это «звездное топливо» никуда не исчезало. Концентрация газа во Вселенной изменилась незначительно, но звезды стали появляться все реже. Таков результат работы астронома Хун Го из Шанхайской астрономической обсерватории и его международной команды, использовавшей данные радиотелескопа FAST и спектроскопического прибора DESI. Исследование опубликовано в журнале Nature Astronomy.
Почему звезды стали реже рождаться
Атомарный водород излучает слабый радиосигнал на длине волны 21 сантиметр. Поймать его от одиночной далекой галактики почти невозможно — он тонет в шумах. Ученые обошли проблему, сложив сигналы от миллионов объектов. DESI, созданный для изучения расширения Вселенной, дал точные координаты почти 2,5 миллиона галактик, а гигантский 500-метровый телескоп FAST «накопил» водородное эхо, пока оно не проступило сквозь помехи.
Сравнение близких и далеких галактик позволио сопоставить состояние Вселенной 4,5 миллиарда лет назад и сегодня. На заре существования мироздания звездообразование шло примерно в 2,5 раза активнее, чем сейчас. А запас атомарного водорода за это время сократился лишь в 1,35 раза, а с поправками — примерно в 1,12. Иными словами, «звездного топлива» во Вселенной более чем достаточно.
Почему атомарный водород больше не превращается в молекулярный
Разгадка может лежать в поведении молекулярного водорода — более плотной формы газа, которая непосредственно образует звезды. Другие исследования уже фиксируют снижение его уровня, совпадающее с замедлением темпов образования звезд. Атомарный газ как бы служит резервуаром, из которого появляется молекулярный водород. Сам резервуар остается полным, но поток, вытекающий из него, почти иссяк.
Команда Хун Го проверила полученные данные на двух компьютерных моделях эволюции галактик: IllustrisTNG и SIMBA. Согласно первой, общее количество водород (и атомарного, и молекулярного) — должно было остаться почти без изменения. Вторая модель оказалась ближе к истине: она показала умеренное падение уровня молекулярного газа относительно атомарного. Это натолкнуло астрономов на мысль, что атомарный газ перестал достаточно должным образом превращаться в молекулярный.
Что может мешать этому превращению? Стареющие галактики слабее потребляют газ, поступающий из космоса, из-за чего давление в галактическом диске, которое заставляет атомарный водород сгущаться в молекулярный, снижается. Прямо проследить, как менялась скорость превращения атомов в молекулы по всей огромной выборке, пока невозможно — еще не существует такого оборудования. До тех пор, пока оно не появится, измерения FAST и DESI останутся эталоном для астрономии.
