是什麼阻止了星系中恆星的形成？
星系的演化十分複雜
新浪科技訊 北京時間7月27日消息，20世紀20年代，埃德溫·哈勃研究了數百個星系，發現它們往往可以分為幾種寬泛的類型。一些星系具有優雅的螺旋，上面充滿了明亮的恆星；另一些星系則呈現球形或橢圓形，內部結構很少或幾乎沒有。1926年，哈勃提出了一個星系分類方案，現在稱為「哈勃序列」，又稱「哈勃音叉圖」。
哈勃研究了數百個星系，提出了一個星系分類方案——哈勃音叉圖
當我們審視哈勃序列時，可以發現它暗示了星系的演變。開始是一個橢圓星系，然後變平，變成一個螺旋星系。儘管很多人認為這是一個很合理的模型，但哈勃自己卻很謹慎，警告不要妄下結論。我們現在知道，橢圓星系不會演變成螺旋星系，星系的演化也極其複雜。不過，哈勃序列確實標誌著人類開始試圖了解星系如何成長、生存和消亡。
哈勃在天文學界被尊稱為星系天文學之父，在他之後，天文學家取得的認識之一，便是星系的演變與形狀關係不大，反而更多地與恆星的產生有關。正在形成恆星的星系中，有一些區域存在著亮藍色的恆星。在宇宙尺度上，大型藍色恆星的壽命還不夠長，它們的存在表明了恆星在近期形成。行將結束生命的星系中充滿了暗淡的、紅色的恆星。紅矮星的壽命最長，因此當一個星系變得不活躍時，留下來的往往只有紅矮星。在藍、紅兩個時代之間，有一段過渡時期，稱為綠色時代。
處於藍色、綠色和紅色時代的不同星系
由於橢圓星系、螺旋星系和不規則星系都可能處於藍色、綠色或紅色時代，因此很明顯，星繫結構並不會驅動恆星的產生。相反，主要的驅動因素可能是黑洞。大多數星系的中心都有一個超大質量黑洞。這些黑洞導致氣體和塵埃聚集在星系中心周圍，從而觸發新恆星的形成。但是，當超大質量黑洞吞噬附近的物質並進入活躍期時，它們會吸入星系中的氣體和塵埃，從而抑制恆星的產生。
一項新的研究著眼於黑洞和恆星產生之間的相互作用，並提出了一個關於星系如何消亡，以及為什麼消亡的有趣理論。這項研究使用了來自近紅外深河外星系遺迹巡天調查（Cosmic Assembly Near-infrared Deep Extragalactic Legacy Survey，簡稱CANDELS）的數據，這是迄今為止規模最大的星系調查。研究小組發現，像銀河系這樣的彌散星系，其產生恆星的周期要比緻密星系更長；即使兩個星系的總體質量相同，這一結論也是成立的。
儘管該結論很合理，但令人驚訝的發現是，這種相關性與星系中心區域的密度有關。更分散的星系需要很長的時間才能使中心區域達到臨界密度，而在這個臨界密度，恆星的形成速率開始下降。由於星系的中心密度可以很好地衡量其超大質量黑洞的大小，因此這一發現支持了星系演化的「反饋」模式。
在一項星系演化的新理論中，星系的演化是由中心黑洞驅動的
根據所謂的反饋理論，星系的演化是由中心黑洞驅動的。當這個黑洞形成時，稠密的星系中心區域也隨之形成；但隨著黑洞變大，它會把中心區域加熱到氣體和塵埃都被推開的程度，使星系失去了創造新恆星所需的物質。在小而稠密的星系中，這種轉變發生得很快，而在大而分散的星系中，這種轉變發生得就慢得多。
當然，天文學家還需要做更多的研究，但目前看來，這種反饋機制似乎是最有可能的。換言之，超大質量黑洞在產生充滿恆星的星系的同時，可能也將星系推向了暗淡的、即將消亡的紅色時代。這項新研究發表在近期的《天體物理學雜誌》。（任天）
