Timp de mulți ani, astronomii au fost încrezători că principalul motiv pentru dispariția activității stelare în Univers a fost simpla lipsă de combustibil. Se credea că rezervele de hidrogen, din care se nasc stelele, erau pur și simplu epuizate, iar acest proces era ireversibil. Cu toate acestea, o echipă internațională de cercetători condusă de specialiști de la Academia Chineză de Științe a ajuns la o concluzie neașteptată: problema nu este cantitatea de gaz, ci cât de eficient este transformat în stele. Rezultatele acestui studiu, publicat în revista Nature Astronomy, răstoarnă ideile convenționale despre evoluția cosmică.
În ultimii 4,5 miliarde de ani, rata de formare a noilor stele în Univers a scăzut cu mai mult de jumătate. Acest fapt este cunoscut de mult timp, iar cea mai comună explicație suna logică: combustibilul cu hidrogen se epuizează. Cu toate acestea, datele obținute de la cel mai mare radiotelescop din lume FAST și instrumentul spectroscopic DESI conceput pentru a studia energia întunecată au arătat o imagine diferită. Oamenii de știință au analizat informații despre 2,5 milioane de galaxii, acoperind aproape o treime din sfera cerească. S-a dovedit că în urmă cu 4,5 miliarde de ani rata de formare a stelelor era de 2,5 ori mai mare decât în prezent. În același timp, densitatea hidrogenului atomic neutru – principalul material de construcție al galaxiilor – a depășit nivelul modern de doar 1,4 ori. Cu alte cuvinte, există aproape aceeași cantitate de gaz, dar se nasc mult mai puține stele.
Principala dificultate în studierea acestei probleme a fost că semnalul radio de la galaxii îndepărtate individuale este extrem de slab și se pierde în zgomotul cosmic. Este aproape imposibil de măsurat direct. Pentru a ocoli acest obstacol, cercetătorii de la Observatoarele Naționale Astronomice din China au folosit o metodă ingenioasă – aliasarea spectrală. Au adunat matematic sute de mii de semnale slabe, extragând din zgomotul total conținutul mediu de hidrogen în diferite epoci. Această descoperire tehnică a făcut posibilă pentru prima dată obținerea unei imagini fiabile a evoluției gazului cosmic.
Rezultatele calculelor au condus la o schimbare de paradigmă. S-a dovedit că procesul cheie nu este epuizarea rezervelor, ci o scădere a eficienței conversiei substanței. Stelele se nasc în nori moleculari denși, în care gazul intră în etape. Hidrogenul atomic neutru servește ca o legătură intermediară între aprovizionarea globală cu gaz a Universului și formarea directă a stelelor. Studiul arată că, în timp, fluxul de gaz din așa-numita rețea cosmică – structuri asemănătoare filamentului care leagă galaxiile – slăbește. În urma acesteia, eficiența conversiei hidrogenului atomic în hidrogen molecular scade și ea. Ca urmare, rezervorul general de gaz rămâne relativ stabil, dar combustibilul care alimentează direct nașterea de noi stele se epuizează treptat.
Astfel, Universul nu este atât de sufocant din cauza lipsei de aer, cât a uitat cum să-l folosească eficient. Această concluzie schimbă centrul cercetării științifice de la întrebarea „de unde să obțineți mai mult gaz” la întrebarea „de ce mecanismul de formare a stelelor eșuează”. Dacă anterior astronomii căutau răspunsuri în rezervele de hidrogen, acum atenția lor se îndreaptă către condițiile fizice care determină trecerea unui gaz de la o stare la alta. Ce anume declanșează acest proces de frânare? Este aceasta legată de schimbările de temperatură a mediului intergalactic, de activitatea găurilor negre supermasive sau de alți factori care nu au fost încă studiați? Răspunsurile la aceste întrebări rămân de găsit. Dar un lucru este clar: spațiul, ca orice sistem complex, este supus unor legi care nu pot fi reduse la o simplă aritmetică a proviziilor și a cheltuielilor. Și cu cât ne uităm mai adânc în structura sa, cu atât ne dăm seama cât de subtile și neevidente sunt mecanismele care controlează viața galaxiilor.
