Vesmír dnes vytváří nové hvězdy mnohem pomaleji než před 4,5 miliardy let. Mezinárodní tým astronomů nyní zjistil, že tento pokles nejde jednoduše vysvětlit vyčerpáním zásob neutrálního vodíku v galaxiích. Podle studie zveřejněné v časopise Nature Astronomy klesla hustota tvorby hvězd za dané období přibližně 2,46krát, zatímco množství neutrálního atomárního vodíku se snížilo jen asi 1,35krát. Po započtení odhadovaných systematických chyb vychází pokles vodíku ještě slabší.
Neutrální atomární vodík, označovaný jako H I, je plyn tvořený vodíkovými atomy bez elektrického náboje. V galaxiích představuje významnou zásobárnu látky, z níž se přes další fáze může stát molekulární vodík a následně materiál pro vznik hvězd. Hvězdy však nevznikají přímo z většiny rozptýleného atomárního vodíku. Plyn se nejprve musí soustředit do hustších a chladnějších oblastí, kde se atomy spojují do molekul a oblak se může gravitačně zhroutit.
Signál ukrytý v milionech galaxií
Výzkumníci spojili rádiová měření čínského teleskopu Five-hundred-meter Aperture Spherical Telescope, známého jako FAST, s optickými spektroskopickými daty projektu Dark Energy Spectroscopic Instrument neboli DESI. Analyzovali 2 473 945 galaxií na ploše zhruba 12 000 čtverečních stupňů. Vzorek pokrýval rudé posuvy od 0 do 0,41, což odpovídá přibližně posledním 4,5 miliardy let kosmického vývoje.
Jednotlivé galaxie jsou pro přímé zachycení rádiového záření neutrálního vodíku často příliš slabé. Astronomové proto použili takzvané spektrální skládání: signály z mnoha galaxií s podobnými vlastnostmi zarovnali podle jejich rudého posuvu a sečetli. Slabá společná stopa se tak vynořila z rádiového šumu. Z ní odhadli průměrné množství H I v různých skupinách galaxií a následně celkovou kosmickou hustotu tohoto plynu.
Výsledek zpochybňuje představu, že hlavním důvodem útlumu tvorby hvězd je prosté rychlé spotřebování atomárního vodíku. Naměřený rozdíl mezi vývojem obou veličin ukazuje, že rozhodující proces musí probíhat později v řetězci. Galaxie mohou mít podobné zásoby H I jako dříve, ale plyn se nemusí stejně účinně dostávat do hustých molekulárních oblaků, v nichž vznikají hvězdy.
Autoři proto upozorňují na význam takzvaného baryonového cyklu, tedy výměny běžné hmoty mezi galaxií, jejím okolím a kosmickou sítí. S postupným stárnutím vesmíru může slábnout přísun plynu z okolního prostoru, měnit se jeho hustota nebo podmínky pro přeměnu atomárního vodíku na molekulární. Studie sama neurčuje, který z těchto mechanismů převládá; poskytuje ale přesné omezení pro modely vývoje galaxií. Zjištění také ukazuje, že při vysvětlování úbytku hvězdné tvorby je nutné sledovat nejen množství plynu, ale i to, jak účinně jej galaxie dokážou převést do podoby vhodné pro vznik nových hvězd.
Zdroj: ScienceDaily
Tento článek byl vytvořen s pomocí umělé inteligence a redakčně zkontrolován.