Evrenin yıldız fabrikaları, son 4,5 milyar yılda bir önceki seviyenin yarısından daha az yeni yıldız üretiyor. Bu çarpıcı düşüşe rağmen, yıldız oluşumunun temel yakıtı olan nötr hidrojen (HI) rezervleri neredeyse aynı kalmış. Çin Bilim Akademisi (CAS) öncülüğündeki uluslararası bir ekip, FAST radyo teleskobu ve Dark Energy Spectroscopic Instrument (DESI) projesinin verilerini birleştirerek bu paradoksu ortaya koydu.
Çin'in 500 metre çapındaki FAST teleskobu, kozmik nötr hidrojenin 21 santimetrelik radyo emisyon hatlarını ölçmede eşsiz bir hassasiyet sağladı. Ancak tek başına bu hassasiyet, gökyüzünün geniş bir kısmını taramak için yeterli değildi. DESI ise yaklaşık 2,5 milyon galaksinin optik spektroskopik kırmızıya kayma verilerini sunarak, geniş bir alanı kapsayan devasa bir veri havuzu oluşturdu. Araştırmacılar, her galaksinin kırmızıya kayma değerini kullanarak zayıf HI sinyallerini hizaladı ve istifleme (stacking) yöntemiyle birleştirdi. Bu sayede, tek tek tespit edilemeyen sinyaller ortalama bir HI profili olarak ortaya çıktı.
Analiz sonuçları, yıldız oluşum oranı ile HI yoğunluğu arasındaki farkı net bir şekilde gösterdi. 4,5 milyar yıl önce kozmik yıldız oluşum hızı günümüzün yaklaşık 2,5 katı iken, aynı dönemde nötr hidrojen yoğunluğu sadece günümüzün 1,4 katıydı. Yani yıldız üretimi büyük bir düşüş gösterirken, HI rezervleri yalnızca sınırlı bir azalma yaşadı. Bu bulgu, yıldız oluşumunun yalnızca gazın tükenmesinden kaynaklanmadığını, daha çok gazın moleküler hâle dönüşüm sürecindeki verimlilik kaybına işaret ediyor.
Yıldızlar doğrudan nötr hidrojenden değil, çok daha yoğun moleküler bulutlardan (H₂) doğar. HI, kozmik gazın daha geniş bir rezervuarı ile moleküler gaz arasındaki bir köprü görevi görür. Araştırmacılar, evrenin daha yakın geçmişinde gaz akışının kozmik ağdan galaksilere zayıflaması ve gaz yoğunluğunun azalması nedeniyle, galaksilerin HI’yı H₂’ye dönüştürme verimliliğinin düştüğünü öne sürüyor. Bu senaryoda, toplam HI miktarı sabit kalabilirken, doğrudan yıldız üretimine katkı sağlayan moleküler gazın azalması yıldız oluşumunun yavaşlamasına yol açar.
Bu çalışma, Nature Astronomy dergisinde 1 Eylül 2024 tarihinde çevrimiçi olarak yayımlandı ve galaksi evrimi araştırmalarında yeni bir bakış açısı sundu. Artık temel soru, "gaz tükeniyor mu?" değil, "bol miktarda HI bulunmasına rağmen yıldız üretimi neden zorlaşıyor?" şeklinde. Sonuçlar, kozmik gaz döngüsünün (baryon cycle) dinamiklerini, özellikle HI’dan H₂’ye geçiş süreçlerini daha ayrıntılı incelemenin önemini vurguluyor. Gelecek gözlemler ve simülasyonlar, bu geçişin fiziksel mekanizmalarını ve galaksilerin çevresel koşullarının yıldız doğum verimliliğini nasıl etkilediğini ortaya koyarak, evrenin yıldız fabrikalarının neden yavaşladığını daha iyi anlamamıza yardımcı olacak.
