FAST-Teleskop und DESI messen kosmisches Gaswachstum
Eine gemeinsame Beobachtung des chinesischen FAST-Radioteleskops und des internationalen DESI-Spektrographen deutet darauf hin, dass die abnehmende Sternentstehungsrate des Universums nicht auf Treibstoffmangel, sondern auf eine verringerte Fähigkeit zur Gasverarbeitung zurückzuführen ist.
Ein internationales Forscherteam hat mit Hilfe des chinesischen FAST-Radioteleskops und des Dark Energy Spectroscopic Instrument (DESI) neue Messungen zur Entwicklung des neutralen Wasserstoffs über die letzten 4,5 Milliarden Jahre durchgeführt. Die in Nature Astronomy veröffentlichten Ergebnisse stellen frühere Annahmen darüber in Frage, warum die Sternentstehung im Universum nachgelassen hat.
Die Studie ergab, dass die Sternentstehungsrate zwar deutlich gesunken ist, die Vorkommen an neutralem Wasserstoffgas jedoch nicht proportional abgenommen haben. Dies widerspricht der gängigen Erklärung, dass die Sternentstehung nachlässt, weil das für die Sternentstehung benötigte kalte Gas aufgebraucht ist.
Die Forscher kombinierten die hohe Empfindlichkeit von FAST mit den groß angelegten spektroskopischen Vermessungsdaten von DESI, um rund 2,5 Millionen Galaxien zu analysieren. Durch das Übereinanderlegen schwacher Signale von neutralem Wasserstoff, detektiert über seine 21-cm-Radiofrequenz, konnten sie dessen Häufigkeit mit beispielloser statistischer Genauigkeit verfolgen.
Die Messungen zeigen, dass die Sternentstehungsrate vor 4,5 Milliarden Jahren etwa 2,5-mal höher war als heute, während die Dichte des neutralen Wasserstoffs nur etwa 1,4-mal höher war. Wissenschaftler vermuten, dass das Problem nicht ein Mangel an Gas ist, sondern eine verringerte Effizienz bei der Umwandlung von neutralem Wasserstoff in molekularen Wasserstoff, den direkten Vorläufer der Sternentstehung. Dies deutet darauf hin, dass das Universum über reichlich Gas verfügt, aber seine Fähigkeit, Sterne zu bilden, im Laufe der Zeit nachgelassen hat.