WORLD NEWS
Sự hình thành sao chỉ còn 40% mức của 4,5 tỷ năm trước, còn hydro nguyên tử ở mức 74% — không chỉ là thiếu nhiên liệu
Trong một nghiên cứu kết hợp kính viễn vọng vô tuyến FAST và quan sát DESI, người ta xác định rằng trong 4,5 tỷ năm qua, tốc độ hình thành sao của vũ trụ giảm xuống khoảng 41% mức trước đây, trong khi phép đo thô cho thấy hydro nguyên tử trung tính vẫn ở khoảng 74%. Điều này có nghĩa là rất khó giải thích hiện tượng có ít ngôi sao được hình thành hơn chỉ đơn giản là do cạn kiệt nhiên liệu hydro nguyên tử.
Nó không phải là hình ảnh trực tiếp về lượng khí còn lại trong từng thiên hà. Các tín hiệu rất yếu 21 cm từ khoảng 2,5 triệu thiên hà đã được thống kê để đo mức trung bình, và mức giảm hydro có thể được làm nhỏ hơn bằng cách sửa lỗi hệ thống.
Cái gì đã được đo và bằng cách nào?
Các nhà nghiên cứu đã kết hợp phổ vô tuyến 21 cm của hydro nguyên tử trung tính từ FAST với dữ liệu quang phổ quang học từ DESI. Sử dụng khoảng 2,5 triệu thiên hà bao phủ khoảng 12.000 độ vuông bầu trời, chúng tôi ước tính mật độ hydro trung bình trong vũ trụ bằng cách xếp chồng các tín hiệu quá mờ để có thể phát hiện riêng lẻ. Nó dao động từ dịch chuyển đỏ 0 đến 0,41, hoặc khoảng 4,5 tỷ năm qua.
Sự khác biệt giữa hai tỷ lệ giảm giá lớn đến mức nào?
4,5 tỷ năm trước, mật độ tốc độ hình thành sao gấp khoảng 2,46 lần so với ngày nay. Mật độ của hydro nguyên tử trung tính trong cùng thời kỳ là 1,35 ± 0,10 lần giá trị hiện tại trong dữ liệu thô và được ước tính là 1,12 ± 0,10 lần sau khi sửa lỗi hệ thống bảo thủ. Sự giảm sự hình thành sao lớn hơn nhiều so với sự giảm hydro nguyên tử.
Tại sao hydro nguyên tử không phải là nhiên liệu cho các ngôi sao?
Các ngôi sao được sinh ra chủ yếu trong các đám mây phân tử hydro dày đặc, lạnh lẽo. Hydro nguyên tử trung tính là một nguồn dự trữ quan trọng, nhưng trước tiên nó phải được chuyển đổi thành hydro phân tử và các đám mây sẽ đủ nguội và kết tụ lại với nhau. Do đó, ngay cả khi tổng lượng hydro nguyên tử không giảm đáng kể thì sự hình thành sao có thể giảm nếu quá trình chuyển đổi hydro phân tử hoặc hiệu suất hình thành sao giảm.
Điều gì vẫn chưa rõ ràng?
Các phương pháp tín hiệu chồng chéo tạo ra mức trung bình chính xác cho một số lượng rất lớn các thiên hà, nhưng có thể che giấu sự đa dạng của từng thiên hà. Các lỗi hệ thống như chọn mẫu, tín hiệu từ các thiên hà lân cận trong chùm tia và hiệu chỉnh khối lượng hydro vẫn còn tồn tại. Các nhà nghiên cứu đã áp dụng một số điều chỉnh, nhưng mức độ giảm chính xác sẽ cần được thu hẹp lại bằng các quan sát tiếp theo.
Những gì cần kiểm tra tiếp theo
Hydro phân tử và hydro nguyên tử phải được đo cùng nhau trong cùng một nhóm thiên hà và phải so sánh sự khác biệt tùy thuộc vào khối lượng, môi trường và hình dạng thiên hà. Cũng cần có những quan sát đo trực tiếp tín hiệu 21 cm trong thời gian xa hơn. Thay vì xác nhận một nguyên nhân duy nhất dẫn đến sự suy giảm quá trình hình thành sao, những kết quả này đặt ra một tiêu chuẩn mới loại trừ những giải thích đơn giản về sự cạn kiệt nhiên liệu.