宇宙恒星形成活动在近45亿年间显著减弱，但作为星系核心造星原料的中性氢气体储备却保持相对稳定——这一颠覆性发现，正由中国科学家团队借助“中国天眼”（FAST）揭开面纱。由中科院国家天文台、上海天文台及上海交通大学等机构组成的国际联合团队，通过融合FAST与暗能量光谱仪（DESI）的观测数据，首次绘制出高精度宇宙中性氢演化图谱，相关成果近日发表于国际权威期刊《自然·天文》。
传统理论认为，恒星形成率下降与造星气体枯竭直接相关。中性氢作为恒星诞生的“原材料”，其21厘米射电信号极其微弱，此前受限于观测设备灵敏度，学界始终未能获取45亿年尺度内的精准数据。此次研究突破技术瓶颈，科研人员利用FAST的超高灵敏度，结合DESI的全天区覆盖能力，对覆盖三分之一天区的250万个星系进行观测，通过谱线叠加技术从海量数据中提取出微弱信号，最终构建出中性氢密度随时间变化的精确模型。
观测数据显示，45亿年前宇宙恒星形成强度是现今的2.5倍，但同期中性氢密度仅比现在高40%。这一矛盾现象表明，恒星形成锐减并非因气体总量不足，而是气体转化机制出现障碍。研究团队进一步发现，中性氢需转化为分子氢云才能形成恒星，而宇宙晚期中性氢向分子氢的转化效率持续降低，导致可用的“造星种子”不断减少，最终引发恒星诞生率下降。
“这相当于发现宇宙的‘造星工厂’并未停工，而是原料加工环节出了问题。”中科院上海天文台研究员郭宏解释，随着宇宙膨胀，气体密度降低与供气减弱共同作用，使得中性氢转化为分子氢的效率持续下滑，即使气体储备充足，也无法有效支撑恒星形成。这一发现修正了学界对宇宙演化关键阶段的认知，为理解恒星形成率下降的深层机制提供了新视角。
作为全球最大单口径射电望远镜，FAST自2016年启用以来持续拓展人类认知边界。从发现数百颗新脉冲星到捕捉快速射电暴，再到此次绘制中性氢演化图景，这台扎根贵州大窝凼的“观天巨眼”不断产出重大成果。中科院国家天文台副台长姜鹏指出，FAST的十年运行标志着我国射电天文学实现历史性跨越，其开放共享的国际合作模式更为全球天文学界提供了独特研究平台。
从最初构想到银盘般的巨型望远镜矗立山间，中国天文学家的探索足迹跨越半个世纪。如今，FAST不仅成为解读宇宙奥秘的关键工具，更承载着人类对星空的永恒追问——当它的目光穿透百亿光年，那些关于物质起源、星系演化的未解之谜，正随着数据的积累逐渐显露轮廓。
