宇宙早期造星關鍵　中研院揭密巨大「恆星燃料庫」

（中央社記者吳欣紜台北13日電）宇宙早期造星活動密集，但隨時間推移卻漸緩慢，中研院研究團隊為宇宙進行「氣體斷層掃描」，發現分子氣體可能比過去估計多出近兩倍，是恆星形成活躍關鍵。

分子氣體是恆星誕生的關鍵燃料，在宇宙最繁忙的「造星年代」，許多星系宛如造星工廠，不斷誕生新的恆星，但隨時間推移，造星活動卻慢了下來，也讓科學家好奇原因為何。

中研院今天發布新聞稿發表最新研究成果，中研院天文及天文物理研究所助研究員江奕寬首次從宇宙尺度量測碳元素譜線形成的宇宙背景微光訊號，發現在恆星形成最活躍的年代，宇宙中的分子氣體可能比過去估計的多出將近兩倍，研究成果已於3月初登上國際期刊「自然天文學」（Nature Astronomy）。

中研院表示，江奕寬採用創新的觀測方法「線強度映射（Line-Intensity Mapping）」，以統計方式捕捉整個宇宙的背景微光，克服傳統觀測單個星系的限制，首次量測全宇宙的一氧化碳與電離碳平均背景微光。

後續也透過整合分析普朗克衛星（Planck）、赫歇爾太空望遠鏡（Herschel）以及紅外線天文衛星（IRAS）的全天空資料，為宇宙做一次前所未有的「氣體斷層掃描」，讓原本隱藏在黑暗中的訊號得以現形。

研究發現，在宇宙恆星形成最旺盛的年代，星系所擁有的分子氣體密度比過去研究估計高出將近2倍，這意味著宇宙擁有一座比想像更龐大的「恆星燃料庫」，這也解釋為何當時星系能以極高的速度大量誕生恆星，因為當時的宇宙本身蘊藏極其豐富的原料。

中研院表示，這項研究不僅更新氣體庫存的估計，更進一步驗證宇宙恆星形成的興衰歷史是由「氣體供應」所主導，宇宙造星活動之所以在100億年前達到巔峰後逐漸走下坡，關鍵在於氣體儲量，當星系內燃料充足，恆星便會大量誕生；當氣體減少，恆星的誕生速度也跟著放慢。

中研院也說，星系中的分子氣體若沒有新燃料補充，約10億年就會被轉換成恆星而消耗殆盡，因此宇宙的造星歷史依賴一條跨越時空的「宇宙供應鏈」，氣體從更大尺度的宇宙網結構流入星系、冷卻形成分子雲，最終塌縮點燃一顆顆新生恆星。

中研院表示，這研究成果不僅首次量測一氧化碳與電離碳的宇宙平均背景強度，透過這層看似薄弱的「碳元素微光」，科學家得以看見過去隱而未現的氣體宇宙，並證實早期宇宙的分子氣體庫存比既有估計高出2倍，成功描繪出星系如何成長、恆星如何誕生，以及物質在宇宙中分布的全貌；此研究經費由中研院及國家科學及技術委員會支持。（編輯：謝雅竹）1150313