一支由中国科学院国家天文台、上海天文台及上海交通大学等机构组成的国际科研团队，借助中国天眼（FAST）与国际暗能量光谱仪（DESI）的协同观测能力，首次完成了对宇宙过去45亿年中性氢演化的高精度测量。这项突破性发现表明，尽管同期宇宙恒星形成活动显著衰退，但作为星系核心造星原料的中性氢储备却保持相对稳定，仅出现缓慢变化。
研究团队通过整合两大天文设备的观测数据，覆盖了全天区三分之一范围内的250万个星系。利用中国天眼超高的灵敏度优势，科研人员采用谱线叠加技术，成功捕捉到中性氢发出的微弱21厘米射电信号，首次精确描绘出这一关键造星物质随时间演化的轨迹。相关成果已发表于国际权威学术期刊《自然·天文》。
传统天文学理论认为，宇宙恒星形成活动的减弱与造星气体储备的枯竭存在直接关联。中性氢作为恒星诞生的基础原料，其演化过程长期缺乏观测证据支撑。新研究数据显示，45亿年前宇宙恒星形成强度是当前的2.5倍，但当时中性氢密度仅为现今的1.4倍，这一矛盾现象打破了原有学术认知。
进一步分析揭示，中性氢本身并不能直接形成恒星，需要先转化为分子气体云才能触发恒星诞生过程。科研团队发现，宇宙晚期恒星形成能力衰退的核心原因，并非中性氢总量减少，而是气体转化链条出现故障。随着宇宙膨胀，中性氢向分子氢的转化效率持续降低，导致可用的造星原料不断减少。
研究指出，宇宙供气系统的整体弱化与气体密度的下降，共同造成了恒星形成效率的降低。这种转化效率的衰退比中性氢本身的消耗更为关键，解释了为何在恒星形成活动大幅减弱的同时，星系中的中性氢储备仍能保持相对稳定。
自2016年启用以来，中国天眼在射电天文领域持续发挥关键作用。从脉冲星搜寻到快速射电暴研究，再到此次中性氢演化图景的绘制，这台位于贵州的500米口径球面射电望远镜不断拓展人类对宇宙的认知边界。其十年来的观测成果，标志着中国射电天文学实现了历史性跨越。
这项研究依托于中国天眼独特的观测能力，通过创新性的数据处理方法，为理解宇宙演化提供了新的视角。科研团队表示，中性氢演化轨迹的精确测定，将有助于深入探究星系形成与演化的物理机制，为构建更完整的宇宙模型奠定基础。
