宇宙中恒星诞生的速度为何逐渐放缓？这一困扰天文学界多年的谜题，近期因一项国际联合研究取得突破性进展而引发关注。由中国科研团队主导的观测发现，宇宙中作为恒星“原料库”的中性原子氢储备并未随时间同步减少，这一现象直接挑战了传统认知中“气体耗尽导致恒星形成衰退”的简单解释。
恒星的形成依赖于星系中的冷气体储备，其中中性原子氢（中性氢）是关键的“中间产物”。这种气体通过复杂过程转化为更致密的分子氢，最终在引力作用下坍缩形成新恒星。然而，中性氢发出的21厘米射电信号极其微弱，传统望远镜难以捕捉遥远星系的信号，导致学界长期缺乏直接观测证据。
此次研究创新性地结合了中国天眼（FAST）的超高灵敏度射电观测能力与国际暗能量光谱仪（DESI）的大规模光谱巡天数据，对45亿年以来的宇宙中性氢演化进行了精准测量。科研团队分析了覆盖三分之一天区的250万个星系，首次从噪声中提取出平均中性氢信号，揭示了其随时间演变的精确轨迹。
测量结果令人意外：45亿年前宇宙的恒星形成率是当前的2.5倍，但同期中性氢密度仅约为今天的1.4倍。这意味着恒星形成活动大幅衰退的同时，作为“原料”的中性氢储备却保持相对稳定。研究负责人指出，这种演化速率的显著差异表明，恒星形成减缓的根源并非气体总量不足，而是气体转化效率发生了变化。
进一步分析显示，晚期宇宙中气体从中性氢向分子氢的转化过程可能出现了显著变化。随着宇宙网结构供气能力减弱，星系间气体密度降低，中性氢转化为分子氢的效率随之下降。这一机制解释了为何中性氢储备得以维持，而真正能直接孕育恒星的分子气体却在逐渐减少。
这项研究不仅刷新了学界对宇宙气体循环的认知，更为理解恒星形成衰退提供了关键线索。FAST与DESI的联合观测模式，为探索星系演化、宇宙晚期气体动力学等前沿问题确立了新的观测基准。参与研究的科学家表示，未来将继续深化对气体转化机制的研究，以解开恒星形成与星系演化的更多谜题。
