新浪科技@是什么阻止了星系中恒星的形成？新浪科技2020-07-27 09:52:500阅
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图1/4星系的演化十分复杂新浪科技讯 北京时间7月27日消息 ， 20世纪20年代 ， 埃德温·哈勃研究了数百个星系 ， 发现它们往往可以分为几种宽泛的类型 。 一些星系具有优雅的螺旋 ， 上面充满了明亮的恒星；另一些星系则呈现球形或椭圆形 ， 内部结构很少或几乎没有 。 1926年 ， 哈勃提出了一个星系分类方案 ， 现在称为“哈勃序列” ， 又称“哈勃音叉图” 。
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图2/4哈勃研究了数百个星系 ， 提出了一个星系分类方案——哈勃音叉图当我们审视哈勃序列时 ， 可以发现它暗示了星系的演变 。 开始是一个椭圆星系 ， 然后变平 ， 变成一个螺旋星系 。 尽管很多人认为这是一个很合理的模型 ， 但哈勃自己却很谨慎 ， 警告不要妄下结论 。 我们现在知道 ， 椭圆星系不会演变成螺旋星系 ， 星系的演化也极其复杂 。 不过 ， 哈勃序列确实标志着人类开始试图了解星系如何成长、生存和消亡 。
哈勃在天文学界被尊称为星系天文学之父 ， 在他之后 ， 天文学家取得的认识之一 ， 便是星系的演变与形状关系不大 ， 反而更多地与恒星的产生有关 。 正在形成恒星的星系中 ， 有一些区域存在着亮蓝色的恒星 。 在宇宙尺度上 ， 大型蓝色恒星的寿命还不够长 ， 它们的存在表明了恒星在近期形成 。 行将结束生命的星系中充满了暗淡的、红色的恒星 。 红矮星的寿命最长 ， 因此当一个星系变得不活跃时 ， 留下来的往往只有红矮星 。 在蓝、红两个时代之间 ， 有一段过渡时期 ， 称为绿色时代 。
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图3/4处于蓝色、绿色和红色时代的不同星系由于椭圆星系、螺旋星系和不规则星系都可能处于蓝色、绿色或红色时代 ， 因此很明显 ， 星系结构并不会驱动恒星的产生 。 相反 ， 主要的驱动因素可能是黑洞 。 大多数星系的中心都有一个超大质量黑洞 。 这些黑洞导致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 ， 它们会吸入星系中的气体和尘埃 ， 从而抑制恒星的产生 。
一项新的研究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消亡 ， 以及为什么消亡的有趣理论 。 这项研究使用了来自近红外深河外星系遗迹巡天调查（Cosmic Assembly Near-infrared Deep Extragalactic Legacy Survey ， 简称CANDELS）的数据 ， 这是迄今为止规模最大的星系调查 。 研究小组发现 ， 像银河系这样的弥散星系 ， 其产生恒星的周期要比致密星系更长；即使两个星系的总体质量相同 ， 这一结论也是成立的 。
【新浪科技@是什么阻止了星系中恒星的形成？新浪科技2020-07-27 09:52:500阅】尽管该结论很合理 ， 但令人惊讶的发现是 ， 这种相关性与星系中心区域的密度有关 。 更分散的星系需要很长的时间才能使中心区域达到临界密度 ， 而在这个临界密度 ， 恒星的形成速率开始下降 。 由于星系的中心密度可以很好地衡量其超大质量黑洞的大小 ， 因此这一发现支持了星系演化的“反馈”模式 。
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图4/4在一项星系演化的新理论中 ， 星系的演化是由中心黑洞驱动的根据所谓的反馈理论 ， 星系的演化是由中心黑洞驱动的 。 当这个黑洞形成时 ， 稠密的星系中心区域也随之形成；但随着黑洞变大 ， 它会把中心区域加热到气体和尘埃都被推开的程度 ， 使星系失去了创造新恒星所需的物质 。 在小而稠密的星系中 ， 这种转变发生得很快 ， 而在大而分散的星系中 ， 这种转变发生得就慢得多 。
当然 ， 天文学家还需要做更多的研究 ， 但目前看来 ， 这种反馈机制似乎是最有可能的 。 换言之 ， 超大质量黑洞在产生充满恒星的星系的同时 ， 可能也将星系推向了暗淡的、即将消亡的红色时代 。 这项新研究发表在近期的《天体物理学杂志》 。 （任天）
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