Команда астрономов под руководством Китайской академии наук совместно с проектом DESI обнаружила неожиданное противоречие в эволюции Вселенной. За последние 4,5 миллиарда лет темпы рождения новых звезд упали более чем вдвое, при этом запасы главного «топлива» для звезд — нейтрального атомарного водорода, почти не уменьшились. Результаты этого исследования опубликованы в журнале Nature Astronomy.
На протяжении многих лет астрономы знали, что Вселенная постепенно теряет свою звездную активность. Если оглянуться на 4,5 миллиарда лет назад, то новые звезды загорались в два с половиной раза чаще, чем сегодня. Это похоже на угасание огромного космического костра, и долгое время самым простым объяснением казалось истощение топлива. Ведь звезды рождаются из холодного газа, прежде всего из нейтрального атомарного водорода, который служит основным сырьем для будущих солнц. Логика подсказывала: раз звезд становится меньше, значит, и газа остается все меньше.
Однако реальность оказалась сложнее. Группа ученых из Китайской академии наук в сотрудничестве с международным проектом DESI решила проверить эту гипотезу напрямую. Для этого они использовали китайский радиотелескоп FAST — один из самых чувствительных в мире, и применили хитрую методику.
Вместо того чтобы пытаться разглядеть слабый сигнал от каждой отдельной галактики, они собрали данные более чем по 2,5 миллионам галактик, покрывающим почти треть неба, и сложили их радиосигналы вместе. Так, из общего «шума» удалось выделить средний сигнал нейтрального водорода и проследить, как менялось его количество за последние миллиарды лет.
Результат озадачил исследователей. Оказалось, что плотность нейтрального водорода во Вселенной сократилась всего в 1,4 раза за этот период. Тогда как темпы звездообразования упали в 2,5 раза. Если бы причина была только в нехватке газа, оба показателя снижались бы синхронно. Но этого не произошло: водорода по-прежнему достаточно много, а звезды рождаются все реже. Значит, дело не в количестве топлива, а в чем-то другом.
Чтобы понять, в чем именно, нужно вспомнить, как устроен процесс рождения звезд. Нейтральный атомарный водород это лишь исходный материал, но сами звезды формируются внутри более плотных молекулярных облаков. Чтобы атомарный газ превратился в молекулярный, ему нужно сжаться и остыть, а для этого требуются определенные условия — достаточное давление, охлаждение и поступление свежего вещества извне.
За последние миллиарды лет приток газа из межгалактического пространства ослабел, галактики стали более замкнутыми системами. Из-за этого эффективность превращения атомарного водорода в молекулярный заметно снизилась. В результате общие запасы водорода остаются почти нетронутыми, а тот самый «рабочий» газ, из которого непосредственно рождаются звезды, постепенно истощается.
Это открытие смещает акцент в астрофизике. Раньше главным вопросом было «сколько газа осталось?», теперь он заменяется на другой: «почему газ перестает превращаться в звезды, даже когда его много?». Исследование показывает, что старение Вселенной связано не с голодом, а скорее с нарушением цикла переработки вещества. Галактики как бы теряют способность эффективно использовать свои же запасы, и именно это замедляет звездный конвейер.
Важно, что работа стала возможной благодаря совместным усилиям ученых из Азии, Северной Америки и Европы, а также уникальному сочетанию радионаблюдений на телескопе FAST и оптических данных проекта DESI. Это подчеркивает, что современная астрономия все больше опирается на международное сотрудничество и комбинирование разных методов наблюдения.
В результате исследование показало, что падение темпов звездообразования во Вселенной нельзя объяснить простым истощением водородного топлива. Запасы нейтрального атомарного водорода сократились незначительно, тогда как звезд стало рождаться в два с половиной раза меньше. Причина, скорее всего, в том, что галактики теряют способность превращать этот водород в плотные молекулярные облака, из которых рождаются звезды. Это открытие переносит внимание ученых с подсчета газа на изучение физических условий, которые мешают ему уплотняться, и дает новый ключ к пониманию того, как стареет наша Вселенная.
Научная публикация:
Zhang, CP., Guo, H., Gu, Y. et al. Weak evolution of cosmic atomic hydrogen over the past 4.5 billion years. Nat Astron (2026). https://doi.org/10.1038/s41550-026-02965-9
Присоединяйтесь к нам в соцсетях
