FAST teleskop: zvezda sve manje, vodonika skoro isto

Tim naučnika koji vodi Kineska akademija nauka, u saradnji sa projektom DESI (Dark Energy Spectroscopic Instrument), objavio je merenje koje menja jedno od uobičajenih objašnjenja za usporeno rađanje zvezda u svemiru. Istraživanje pokazuje da je stopa stvaranja zvezda u poslednjih 4,5 milijarde godina pala na manje od polovine nekadašnje vrednosti, dok je zaliha neutralnog atomskog vodonika, gasa iz kog zvezde posredno nastaju, opala samo neznatno. Rad je recenziran i objavljen u časopisu Nature Astronomy 1. septembra 2026, pod naslovom o slaboj evoluciji kosmičkog atomskog vodonika u poslednjih 4,5 milijarde godina, sa oznakom 10.1038/s41550-026-02965-9.

Pitanje zašto je svemiru sve teže da proizvodi nove zvezde dugo je bilo u središtu proučavanja formiranja i razvoja galaksija. Uobičajena pretpostavka glasila je da se hladan gas, gorivo za rađanje zvezda, postepeno troši kako svemir stari, i da to samo po sebi vodi ka padu stope formiranja zvezda. Ako je ta pretpostavka tačna, pad stvaranja zvezda trebalo bi da prati sličan, sinhron pad zalihe hladnog gasa. Novo istraživanje tu sinhronost nije pronašlo. Neutralni atomski vodonik, koznat pod oznakom HI, predstavlja ključnu kariku između velike kosmičke cirkulacije gasa i formiranja zvezda unutar galaksija, a detektuje se preko izuzetno slabe radio linije na 21 centimetar talasne dužine. Signal pojedinačne udaljene galaksije obično je previše slab da bi se izdvojio iz šuma, pa su astronomi do sada birali između dubokih posmatranja koja pokrivaju mali deo neba i širokih pregleda koji nemaju dovoljnu osetljivost.

Da bi to zaobišli, istraživači su spojili izuzetnu radio osetljivost kineskog teleskopa FAST (Five-hundred-meter Aperture Spherical Telescope), tanjira prečnika 500 metara smeštenog u kraškoj vrtači, sa masivnim optičkim spektroskopskim pregledom DESI. Analiziran je uzorak od oko 2,5 miliona galaksija, na površini od približno 12.000 kvadratnih stepeni neba, dakle blizu jedne trećine celog neba. Korišćena je metoda slaganja spektara vodonika: slabi radio-signali pojedinačnih galaksija, koji se sami po sebi ne mogu razaznati, poravnavaju se prema tačno izmerenim crvenim pomacima tih galaksija i potom sabiraju, čime se prosečan signal izvlači iz šuma sa mnogo većom statističkom preciznošću nego ranije.

Merenja su pokazala razmimoilaženje. Stopa stvaranja zvezda pre 4,5 milijarde godina bila je oko 2,5 puta veća nego danas, preciznije faktor 2,46 prema samom radu. Gustina neutralnog atomskog vodonika u istom periodu bila je, prema saopštenju, tek oko 1,4 puta veća nego danas. Sam rad ovde daje precizniju sliku: sirovo izmerena razlika u gustini vodonika iznosi faktor 1,35, sa greškom od 0,10, a posle konzervativnih ispravki ta vrednost pada na 1,12, takođe sa greškom od 0,10. Drugim rečima, saopštenje i rad se ne slažu potpuno oko zaokruživanja, ali oba pokazuju isti obrazac: vodonik nije nestajao brzinom kojom je opadalo rađanje zvezda.

Prema autorima, ovaj nalaz pomera fokus istraživanja sa pitanja da li gas nestaje na pitanje zašto je sve teže formirati zvezde uprkos i dalje obilnim zalihama neutralnog vodonika. Zvezde nastaju prvenstveno u gušćim oblacima molekulskog gasa, dok neutralni atomski vodonik zauzima međukorak između velike kosmičke zalihe gasa i formiranja tog molekulskog gasa. Istraživači smatraju da se najvažnije kasne promene ne dešavaju u ukupnoj zalihi HI, nego u protoku gasa kroz takozvani barionski ciklus: kako slabi dotok gasa iz kosmičke mreže i opada gustina gasa, efikasnost pretvaranja atomskog vodonika u molekulski gas verovatno opada, dok ukupna zaliha HI ostaje relativno stabilna.

Rad je vodio tim iz Nacionalnih astronomskih opservatorija Kine, Šangajske astronomske opservatorije Kineske akademije nauka i Univerziteta Šangaj Đao Tong, uz saradnike iz DESI kolaboracije i istraživačkih institucija u Aziji, Severnoj Americi i Evropi. Prvi potpisnik rada je Čuan-Peng Džang (Chuan-Peng Zhang), prema punoj listi autora navedenoj na stranici preprinta rada (arXiv 2607.05326). Ranije objavljena transliteracija imena kao Čeng-Peng Džang nije tačna i ovim se ispravlja.

Sama studija ne dokazuje mehanizam pada efikasnosti pretvaranja vodonika u molekulski gas, nego ga posredno nagoveštava kroz razmimoilaženje dve krive. Metod slaganja spektara daje prosečnu vrednost za veliki uzorak galaksija i ne govori ništa o pojedinačnim slučajevima niti o tome zašto konkretna galaksija usporava ili ubrzava stvaranje zvezda. Rad takođe ne meri direktno molekulski vodonik, nego zaključak o njegovom opadanju izvodi iz razlike između krive stvaranja zvezda i krive atomskog vodonika. Autori sami nalaz opisuju kao nov osnov za dalja merenja kosmičkog kruženja gasa, ne kao konačno objašnjenje zašto se broj novih zvezda u svemiru smanjuje.