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十载望星河 中国天眼重绘宇宙演化图景

  新华社北京9月1日电  (记者  胡喆)  记者从中国科学院获悉,中国科学院国家天文台、上海天文台、上海交通大学等组成的国际合作团队,利用中国天眼(FAST)与国际暗能量光谱仪(DESI),对距今45亿年以来的宇宙中性氢演化进行了高精度测量。研究发现,尽管同期宇宙恒星形成活动显著减弱,但作为星系重要气体储备的中性原子氢却仅发生缓慢变化。

  相关成果于2026年9月1日发表在国际学术期刊《自然·天文》上。

  此前天文学界普遍认为,宇宙恒星形成锐减,是因造星冷气体储备不断枯竭。中性氢是星系核心的造星冷气体储备,也是恒星诞生的关键。但其21厘米射电信号极其微弱,过往设备无法兼顾观测深度与广度,45亿年来的中性氢演化一直缺乏精准观测证据。

  凭借中国天眼超高灵敏度优势,科研团队融合两大设备观测数据,覆盖全天区三分之一、共计250万个星系,通过谱线叠加技术抓取微弱宇宙信号,精准勾勒出宇宙中性氢演化轨迹。

  观测数据显示,45亿年前宇宙恒星形成强度是如今的2.5倍,造星活动大幅衰退,但彼时中性氢密度仅为现今的1.4倍。这意味着恒星形成锐减的同时,核心造星氢储备并未同步枯竭,打破了原有学术猜想。

  研究进一步揭开谜底:中性氢无法直接孕育恒星,需转化为分子气体云才能诞生恒星。宇宙晚期的核心变化并非氢总量减少,而是气体转化链条失效。

  中国科学院上海天文台研究员郭宏表示,宇宙供气减弱、气体密度降低,中性氢向分子氢转化效率持续下降,可用的造星种子气体不断减少,最终导致宇宙造星能力衰退。

  2016年9月25日落成启用的中国天眼,即将迎来十周岁生日。十载光阴,这台国之重器不断捕捉宇宙微弱回响,把人类认知的边界一次次向外拓展。

  中国科学院国家天文台副台长姜鹏表示,从追逐脉冲星、捕捉快速射电暴,到描绘宇宙中性氢演化图景,落成十年来,扎根大山的中国天眼持续产出一批世界级科学成果,推动我国射电天文实现历史性跨越。

  从构想落地到大窝凼的银色巨眼凝望星河,一代代天文人接续奋斗,把人类好奇的目光投向宇宙深处,为解读宇宙的故事,不断写下崭新的中国注脚。

 
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