过去 45 亿年宇宙原子氢的微弱演化
星系天体物理
2026-07-06 v1 宇宙学与河外天体物理
摘要
宇宙恒星形成率密度（CSFRD）向当今急剧下降，但原子和分子气体储库的作用仍不确定。我们通过将五百米口径球面望远镜的 HI 光谱与暗能量光谱仪对约 12,000 deg 内约 250 万个星系的光学光谱相结合，测量了 范围内的宇宙 HI 密度 。我们测量到过去 45 亿年来 的原始下降因子为 。即使应用了我们正向模型的保守系统校正，推断的下降也仅为 —— 仍远弱于 CSFRD 的下降（因子为 2.46）。相比之下，已知分子气体密度的演化与恒星形成更为密切。在固定恒星质量下，平均 HI 气体分数演化不到 0.2 dex，表明这种微弱演化存在于整个星系族群中。这些定量差异排除了星系 HI 的快速耗尽是晚期 CSFRD 下降的主要驱动因素的可能性，并为气体吸积、相变和恒星形成调节模型提供了严格的基准。
引用
@article{arxiv.2607.05326,
title = {Weak Evolution of Cosmic Atomic Hydrogen over the Past 4.5 Billion Years},
author = {Chuan-Peng Zhang and Hong Guo and Yizhou Gu and Amélie Saintonge and Xiaohu Yang and Dirk Scholte and Ming Zhu and Peng Jiang and Hu Zou and Manasvee Saraf and Wenlin Ma and Yirong Wang and Y. P. Jing and Zheng Zheng and Zhejie Ding and J. Aguilar and S. Ahlen and D. Bianchi and D. Brooks and T. Claybaugh and A. de la Macorra and P. Doel and E. Gaztañaga and G. Gutierrez and M. Ishak and R. Joyce and S. Juneau and R. Kehoe and D. Kirkby and A. Kremin and O. Lahav and C. Lamman and M. Landriau and L. Le Guillou and M. Manera and A. Meisner and R. Miquel and J. Moustakas and S. Nadathur and W. J. Percival and F. Prada and I. Pérez-Ràfols and G. Rossi and E. Sanchez and D. Schlegel and M. Schubnell and H. Seo and J. Silber and D. Sprayberry and G. Tarlé and B. A. Weaver and FASHI Collaboration},
journal= {arXiv preprint arXiv:2607.05326},
year = {2026}
}
备注
Accepted in principle by Nature Astronomy. This is the authors' manuscript version