□ 科普时报记者 陈 杰

 

“中国天眼”重绘宇宙演化图景（艺术图）。

图片来源：中科院之声

宇宙演化超138亿年，但在最近的45亿年里，它一直在慢慢“减产”——新恒星的诞生速度持续变慢。长期以来，科学界默认：宇宙造星变少，是因为造星的气体燃料慢慢耗尽了。但始终没有确凿的观测证据加以证实。

近日，由中国科学院国家天文台、上海天文台、上海交通大学等机构组成的中外联合团队，依靠“中国天眼”FAST和暗能量光谱仪DESI，给宇宙完成了一次超大范围的“超级体检”。结果发现，作为星系重要气体储备的中性原子氢仅发生了缓慢变化，推翻了科学界此前的固有认知，解开了宇宙造星衰退之谜。

中性氢，简单来说就是宇宙里最基础的“造星原料”。宇宙中所有恒星都是由低温气体云不断聚集、坍缩凝结形成的，而中性氢就是气体云的核心主力。没有它，宇宙制造恒星就像是“无米下锅”。

然而，中性氢特别难探测。它仅会发出非常微弱的21厘米射电谱线，遥远星系的单个信号极易淹没于背景噪声中。以往的观测技术有限，要么看得远但范围小，要么看得广却精度低，始终无法摸清中性氢的长期演化规律。

这一次，科研人员把FAST的“超级听力”和DESI的“广角视野”结合起来，分析了覆盖约三分之一天区约250万个星系观测数据，成功从噪音中提取出有效数据，还原了宇宙中性氢的变化轨迹——45亿年前的宇宙恒星形成率约为当前宇宙的2.5倍，但同期的中性原子氢密度仅约为当前的1.4倍。

也就是说，恒星产量大幅暴跌，宇宙中造星原料却几乎没有减少。这就像服装厂产量大幅下滑，并非仓库里没有布料，而是生产环节出了问题。

科研人员认为，随着宇宙不断演化，宇宙网状结构的供气能力持续变弱，气体分布愈发稀疏。大量中性氢原料依旧存在，但很难转化为能够形成恒星的分子气体——原料还在“仓库”里，只是造星的“生产线”越来越慢了。

这项成果破解了困扰学界已久的造星衰退谜题，刷新了人类对宇宙晚期演化的认知。