是谁剥夺了恒星的“养料”？幕后黑手渐渐显露

在20世纪20年代，著名科学家埃德温·哈勃研究了数百个星系。他发现这些星系有一些加以区分的特点，因此它们往往可以分为几大类。其中一些包含明亮恒星优雅的螺旋形，而另一些则是球形或椭圆形，几乎没有内部结构。1926年，他为星系制定了一个分类方案，现在被称为哈勃音叉。

在天文学中，星系的分类主要是根据星系的外观在整体上呈现出的型态，分为椭圆星系、螺旋星系、或棒旋星系（环状星系），而且可以更进一步的的标示出各类星系的特性。例如，椭圆星系的外观扁平度，旋涡rig0漩涡星系的旋涡rig1漩涡数目或棒胱的特性。这种星系分类称为哈勃音叉图或哈勃序列。

当你看哈勃的分类时，它其实暗示了星系的演化，从一个椭圆星系开始，然后变平并转变成一个螺旋星系。虽然许多人认为这是一个合理的模型，但是哈勃告诫我们不要妄下结论。事实上我们现在已经知道椭圆不会演化成螺旋，星系的演化是复杂的。但是哈勃的分类让人们开始了解恒星的形成和发展。

幕后黑手：黑洞？

是的，没错。自从哈勃望远镜以来，天文学家们学到的一件事是，星系的演化与其说是形状，不如说是恒星的产生。在形成恒星的过程中，星系中有明亮的蓝色恒星区域。由于大蓝星在宇宙尺度上的寿命并不长，它们的存在表明了最近恒星的形成。临近生命尽头的星系充满了暗淡的红星。这两个时代之间是一个过渡时期，被称为绿色时代。

由于椭圆星系、旋涡rig2漩涡星系和不规则星系都可能处于蓝色、绿色或红色的时代，很明显星系结构并不能驱动恒星的产生。相反，主要的驱动力似乎是黑洞。大多数星系的中心都有一个超大质量的黑洞。这些黑洞使气体和尘埃聚集在星系中心周围，从而触发新恒星的形成。但是，当超大质量黑洞吞噬附近的物质并进入活跃期时，它们可以将气体和尘埃从星系中驱赶出去，阻止恒星的产生。

近日一项新的研究开始着眼于黑洞和恒星产生之间的相互作用，并提出了一个关于星系如何以及为什么消亡的有趣理论。这项研究使用的数据来自宇宙大会近红外深星系外遗产调查（CANDELS），这是有史以来最大的星系调查。研究小组发现，像银河系这样的漫射星系的恒星产生周期比致密星系长。即使两个星系的总质量相同，也是如此。

虽然这有道理，但令人惊讶的发现是这种关系与星系中心区域的密度有关。更多的漫射星系的中心区域需要更长的时间才能达到临界密度，而正是在这个临界密度下，恒星的产生才会减少。由于星系的中心密度是衡量其超大质量黑洞大小的一个很好的尺度，这一发现支持了星系演化的“反馈”模型。

结论

根据这个理论，星系的演化是由中心黑洞驱动的。随着黑洞的形成，一个致密的中心区域也随之形成。但随着黑洞变大，它将中心区域加热到气体和尘埃被推开的程度，从而剥夺了星系产生新恒星所需的物质。在小而密集的星系中，这种转变发生得很快，而在大型的扩散星系中则发生得更慢。因此，在超大质量黑洞孕育出充满恒星的星系的同时，它们也将星系推向暗淡和红色的消亡。