每個大星系的核心都是一個質(zhì)量為一百萬個太陽質(zhì)量的超大質(zhì)量黑洞。新的研究表明，這些天體不僅吞噬了附近的天體，而且它們的大小最終會抑制星系產(chǎn)生新恒星的能力，從而有效地使它們不育。
年輕的星系充滿了明亮的新形成的恒星。然而，隨著時間的推移，恒星的形成最終會停止。新的研究表明超大質(zhì)量黑洞在決定大星系何時停止產(chǎn)生新恒星方面起著關(guān)鍵作用，這一過程被稱為“熄滅”。
恒星是由冷氣體形成的，所以當一個星系耗盡冷氣時，它就會熄滅。至少對于擁有超大質(zhì)量黑洞的星系來說，一種可能發(fā)生這種情況的方法是，向超大質(zhì)量黑洞注入的氣體觸發(fā)了高能噴流的產(chǎn)生。這些噴流釋放的能量可以將冷氣從星系中排出，導致恒星形成關(guān)閉。
這個理論已經(jīng)存在了很長一段時間了，但是沒有觀測證據(jù)支持所謂的超大質(zhì)量黑洞和恒星形成之間的關(guān)聯(lián)。這項由加州大學圣克魯斯分校的伊格納西奧·馬丁·納瓦羅領(lǐng)導的新研究，現(xiàn)在填補了我們知識上的空白。
利用霍比-埃伯里望遠鏡進行的大規(guī)模星系調(diào)查收集的數(shù)據(jù)，馬丁-納瓦羅的團隊分析了來自遙遠星系的光譜。這使得他們能夠分離和測量來自這些遙遠物體的不同波長的光?？茖W家們利用這些數(shù)據(jù)來創(chuàng)建星系恒星形成的歷史快照。然后，他們將這一快照與不同質(zhì)量的黑洞進行了比較，發(fā)現(xiàn)了了一些顯著的差異，研究發(fā)現(xiàn)與黑洞質(zhì)量有關(guān)，但與黑洞的形狀、大小或其他性質(zhì)無關(guān)。
研究人員寫道：“恒星形成后的熄滅發(fā)生的時間更早，效率更高的星系，往往這個星系中心黑洞的質(zhì)量較高”。黑洞質(zhì)量與恒星形成效率之間的關(guān)系適用于在星系整個生命周期內(nèi)形成的所有年代的恒星，這揭示了黑洞活動與形成恒星的冷氣之間的持續(xù)相互作用。
研究人員說，對于恒星質(zhì)量相同但中心有不同黑洞質(zhì)量的星系，那些黑洞較大的星系比那些小黑洞的星系更早、更快地被熄滅。這意味著恒星的形成將在中心黑洞較小的星系中持續(xù)更長時間。
這是一個令人興奮的結(jié)果，但還有很多工作要做。雖然研究人員設(shè)法提供了觀測證據(jù)，表明黑洞質(zhì)量可以與恒星形成和熄滅聯(lián)系起來，但他們?nèi)匀徊磺宄婕暗拇_切的過程。正如研究的合著者亞倫羅曼諾夫斯基所解釋的那樣，“黑洞可以通過不同的方式將能量注入星系，而理論家們對于熄滅的發(fā)生有各種各樣的想法，但要將這些新的觀測結(jié)果融入模型，還有很多工作要做。”
我們的銀河系，有著自己的超大質(zhì)量黑洞，對這個過程也不能幸免。它目前正從恒星形成模式過渡到熄滅的模式。最終在幾十億年后，銀河系中的大多數(shù)的恒星都將熄滅，中心的超大質(zhì)量黑洞將蒸發(fā)為零。這是一個可怕的前景，但這就是冷漠宇宙的毀滅方式。
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