“中国天眼”重绘宇宙演化图景
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2026-09-02 16:45:22
本报讯（记者刘苏雅）利用“中国天眼”与国际暗能量光谱仪，由中国科学院国家天文台、上海天文台、上海交通大学等机构组成的国际合作团队，对距今45亿年以来的宇宙中性原子氢演化进行高精度测量。研究发现，尽管同期宇宙恒星形成活动显著减弱，作为星系重要气体储备的中性原子氢却仅发生缓慢变化。1日，相关成果发表在国际学术期刊《自然·天文》。
在星系形成与演化领域，科学家长期关注的一个核心问题是，为什么宇宙越来越难以形成新的恒星？目前较为通行的解释是，孕育恒星的冷气体不断被消耗，最终导致造星活动衰退。于是，科研团队关注到星系中最重要的冷气体储备之一——中性原子氢。
科研团队将“中国天眼”的高灵敏度射电观测，与国际暗能量光谱仪的大规模光谱巡天深度融合，分析了覆盖约三分之一天区的约250万个星系。成功从噪声中提取出平均中性原子氢信号，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原子氢的演化轨迹——45亿年前的宇宙恒星形成率约为今天的2.5倍，而同期的中性原子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暴跌的同时，宇宙中的中性原子氢储备并未同步枯竭。
团队认为，晚期宇宙真正发生显著变化的，可能是气体从中性原子氢向分子氢、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下降，这使得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在逐渐减少。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。
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