宇宙“造星”为何变慢？中国天眼有新发现
本报讯（记者甘晓）今天的宇宙为什么越来越难以形成新的恒星？一个直观而流行的解释是，随着宇宙演化，孕育恒星的“冷气体”逐渐被消耗，最终导致造星活动衰退。中国科学院国家天文台研究员姜鹏、上海天文台研究员郭宏，上海交通大学教授杨小虎，中国科学院院士景益鹏等组成的国际合作团队，利用中国天眼（FAST）与国际暗能量光谱仪（DESI）纠正了这一解释。两台世界先进的天文观测设备实现了对距今45亿年以来的宇宙中性原子氢（以下简称中性氢）演化的高精度测量。结果发现，在宇宙恒星形成活动显著减弱的同一时期，作为星系中重要冷气体储备的中性氢变化却相对缓慢。相关成果9月1日发表于《自然-天文学》。
研究将FAST的高灵敏度射电观测与DESI的大规模光谱巡天深度融合，分析了覆盖约1/3天区的250万个星系。研究人员利用中性氢谱线叠加技术，将大量单个无法直接探测的微弱信号按星系的红移精确对齐并叠加，成功从噪声中提取出平均中性氢信号，从而在前所未有的统计精度与大样本尺度上精确追踪了宇宙中性氢的演化轨迹。
测量结果显示，45亿年前的宇宙恒星形成率约为今天的2.5倍，而同期的中性氢密度仅约为今天的1.4倍。也就是说，在恒星形成活动大幅下跌的同时，宇宙中的中性氢储备并未同步枯竭。团队指出，这种演化速率上的强烈反差，排除了“中性氢快速耗尽导致恒星形成衰退”这一简单的物理图景。同时，这项成果将该领域的探讨焦点从“气体是否耗尽”转变为“为何中性氢储备充足，恒星形成却日益艰难”。
科研人员解释，恒星主要诞生于更加致密的分子气体云中，而中性氢正处于大尺度气体供应与分子气体形成的关键中间节点。研究提示，晚期宇宙真正发生显著变化的可能是气体从中性氢到分子氢再到恒星的转化过程。随着宇宙网供气减弱、气体密度降低，中性氢向分子氢转化的效率随之下降，中性氢储备得以保持相对稳定，而真正能直接孕育恒星的分子气体却逐渐减少。
这项工作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。
相关论文信息：https://doi.org/10.1038/s41550-026-02965-9