🔬 科技 · 天文探索

🔥 中国天眼打破宇宙"造星燃料枯竭"猜想，中性氢储备竟未同步减少

一、恒星"减产"之谜，天眼给出意外答案

为什么宇宙越来越难形成新的恒星？这曾是天文学界困扰已久的核心问题。过去的主流解释是：随着宇宙演化，孕育恒星的冷气体不断被消耗，最终导致造星活动衰退。如果这个逻辑成立，那么恒星形成率的下降，必然应当伴随着冷气体储备的同步骤减。然而，中国天眼（FAST）的最新观测结果推翻了这一常识——宇宙中的中性氢储备并未同步枯竭。这一发现于2026年9月1日发表在国际顶级学术期刊《自然·天文》（Nature Astronomy）上，为理解宇宙演化打开了全新视角。

2016年9月25日落成启用的中国天眼，即将迎来十周岁生日。十年来，这台位于贵州大窝凼的国之重器不断捕捉宇宙深处的微弱回响，从追逐脉冲星、捕捉快速射电暴，到如今描绘宇宙中性氢演化图景，推动我国射电天文实现历史性跨越。

二、250万个星系的数据，如何从噪声中捕捉宇宙信号？

中性原子氢是星系中最重要的冷气体储备之一，也是连接星系大尺度气体循环与内部恒星形成的关键纽带。然而，中性氢主要通过极其微弱的21厘米射电谱线被探测，对于遥远星系而言，单个信号往往淹没在背景噪声中，就像在嘈杂的广场上很难听清一个人的低声细语。过往观测长期受限于"看得深却看不广、看得广又不够深"的瓶颈。

此次研究由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完成。他们将FAST的高灵敏度射电观测与国际暗能量光谱仪（DESI）的大规模光谱巡天深度融合，分析了覆盖约三分之一天区的约250万个星系。研究人员利用中性氢谱线叠加技术，将大量单个无法直接探测的微弱信号，按星系的红移精确对齐后叠加起来，"相当于让几百万个微弱的声音同时喊出同一句话"，成功从噪声中提取出平均中性氢信号。

精准测量结果显示：45亿年前的宇宙恒星形成率约为今天的2.5倍，而同期的中性原子氢密度仅约为今天的1.4倍。在恒星形成活动大幅暴跌的同时，宇宙中的中性氢储备并未同步枯竭。这种演化速率上的强烈反差，直接排除了"中性氢快速耗尽导致恒星形成衰退"这一简单的物理图景。

三、宇宙"加工厂"卡壳了，真正的问题在哪？

恒星主要诞生于更加致密的分子气体云中，而中性原子氢正处于大尺度气体供应与分子气体形成之间的关键中间节点。研究提示，晚期宇宙真正发生显著变化的，可能是气体从中性原子氢向分子氢、再到恒星的转化过程。随着宇宙网供气减弱、气体密度降低，中性氢向分子氢转化的效率随之下降，这使得中性氢储备得以保持相对稳定，而真正能直接孕育恒星的分子气体却在逐渐减少。

中国科学院上海天文台研究员郭宏表示，这项成果将该领域的探讨焦点，从"气体是否耗尽"成功推进到了"为何中性氢储备充足，恒星形成却日益艰难"。FAST与DESI的此次联合观测，为理解宇宙晚期气体循环、恒星形成衰退及星系演化确立了新的重要观测基准。中国天眼十年磨一剑，正以超强灵敏度持续重绘人类对宇宙的认知版图。

综合新华社、科技日报、中国新闻网报道 | 2026年9月1日