中国天眼重绘宇宙演化图景

　　本报北京9月1日电（记者崔兴毅）恒星形成率降到约四成，作为重要“气罐”的中性氢却仍保有七成以上。宇宙为何“有气难成星”？近日，由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研究团队，利用中国天眼（FAST）与国际暗能量光谱仪（DESI），对距今45亿年以来的宇宙中性氢演化进行了高精度测量。研究发现，尽管同期宇宙恒星形成活动显著减弱，但作为星系重要气体储备的中性原子氢却仅发生缓慢变化。

　　星系中孕育恒星的冷气体主要是中性原子氢，但它发出的21厘米射电信号极其微弱，遥远星系的单个信号常淹没在噪声中。研究团队将覆盖约1/3天区、约250万个星系的信号按红移精确对齐并叠加，从噪声中提取出平均信号，首次以高精度追踪中低红移宇宙的中性氢演化。“我们测到，45亿年前的宇宙恒星形成率约为今天的2.5倍，而同期中性氢密度仅为今天的1.4倍。”中国科学院国家天文台副研究员张传朋说，“中性氢储备没有像恒星形成那样大幅下降。”上海天文台研究员郭宏表示，这一反差直接排除“中性氢快速耗尽导致恒星形成衰退”的简单图景——“中性氢还在，但恒星形成却变难了”。

　　张传朋进一步解释，恒星并非直接由中性氢形成，而是诞生于更致密的分子气体云。中性氢是从大尺度气体供应到分子气体的中间环节。研究提示，晚期宇宙真正变化的可能是气体转化效率，即随着宇宙网供气减弱、气体密度降低，中性氢向分子氢的转化效率下降，真正能造星的分子气体逐渐减少，中性氢反而得以保留。

　　专家表示，这项成果将讨论焦点从“气体是否耗尽”推进到“为何中性氢储备充足，恒星形成却日益艰难”，为解释恒星在宇宙逐渐停止形成提供了全新的关键线索。FAST与DESI的此次联合观测，为理解宇宙晚期气体循环、恒星形成衰退及星系演化确立了新的重要观测基准。