原标题：什么样的星系会停止 “ 造星运动 ”？

与银河系类似的星系就像是一个造星工厂，利用引力和分子氢制造新恒星。但不知何故，某些星系停止了“造星运动”。现在，天文学家正对这种现象进行研究，希望揭示其中的奥秘。几乎每个星系的中央都有一个超大质量黑洞，气体最终会落入黑洞。传统观点认为在撞上黑洞前，气体的温度达到惊人程度，所释放的能量足以驱逐星系内的气体。

哈勃望远镜拍摄的“自灭”星系彩照，距地球60亿光年。中央的亮点是一个致密区域，边缘有些模糊，说明它是星系合并残余

堪萨斯大学物理学与天文学教授格雷戈里·鲁德尼克表示：“每年，银河系都将大量气体变成质量与太阳相当的恒星。这个星系遍布气体，同时还从系外获得新气体。在引力的作用下，这些气体坠落银河系，最后演化成恒星。与此同时，一些气体也被吹出银河系。”

有趣的是，某些星系停止了“造星运动”。为了揭示其中的原因，科学家展开研究。鲁德尼克说：“我们发现很多星系不再形成恒星。出于某种原因，它们没有足够多的气体，也就无法孕育出新的恒星。为什么会这样？为什么某些星系停止了造星活动？一旦停止‘生产’，它们就只剩下已有的恒星，不会出现新恒星。”

破解这个谜团的关键可能是距地球大约60亿光年的一种新型怪异星系。这些星系正快速驱逐自身气体。借助国家科学基金会提供的一笔新经费，鲁德尼克与美国各地的科学家对这些星系进行研究，希望能够从它们身上找到线索，揭示某些星系为何失去形成新恒星所需的气体。

鲁德尼克等人的研究发现对解释停止造星的传统观点提出质疑。他表示：“有人提出了一种造星之门关闭方式，即通过活跃的星系核快速驱逐气体。包括我们的银河系在内，几乎每个星系的中央都有一个超大质量黑洞。气体最终会落入黑洞，但在撞上黑洞前，它们的温度达到惊人程度，所释放的能量会吹走星系的气体。人们喜欢这种观点，因为这种机制能够产生足够的能量，完成驱逐星系内所有气体的工作。”

星系中央的超大质量黑洞

2007年，一支天文学家小组发现了一群“自灭”星系。这些星系通过其它机制按下停止造星的按钮。鲁德尼克随后加入这支团队。他们对这些星系进行了为期数年的观测。

鲁德尼克表示：“我们的研究发现这种星系的气体以每秒数千公里的速度逃离，是喷气式飞机的3500倍，但我们并未发现能够证明有任何气体坠落黑洞的证据。这就向我们提出了两个问题——停止造星是否需要一个与黑洞有关的过程？又是否存在其它方式？突然间，你意识到宇宙绝没有我们想象的那么简单。关于星系如何演化，我们上演了真正意义上的新发现。”

借助哈勃望远镜获取的更清晰的自灭星系图像，鲁德尼克和他的同事意识到星系能够单纯依靠系内恒星的集束光线驱逐气体，无需气体坠落黑洞产生的能量。他说：“在哈勃望远镜的帮助下，我们发现地面望远镜此前所拍照片中的模糊点呈现出星系对撞的特征，周围存在大量恒星流。最令人感到吃惊的是，这些点非常紧凑。”

鲁德尼克指出：“包括所有恒星和气体在内，银河系的跨度超过10万光年。这意味着光线需要10万年才能从银河系的一侧移动到另一侧。这些自灭星系的质量与银河系相当，绝大多数质量集中于一个跨度1000光年的区域。它们的质量很大，质量又超级集中。根据我们提出的理论，这些星系内的天体非常紧凑，所有星光都集中在一个小区域，能量足以将气体赶出星系。”

根据鲁德尼克等人的研究，自灭星系的恒星放射的光粒子与气体粒子对撞，形象地说，就是推它们一把。这个推力虽然很小，但由于积少成多，最终也足以让星系内的气体以不可思议的速度逃离。他说：“星系合并能够将整个银河系压缩成一个小点，导致数千亿颗恒星聚集在一个非常致密的区域。这种巨变让足够多的光线聚集在一个足够小的区域。如此一来，光线便拥有足够的能量，能够将所有气体驱逐出星系，无需气体坠落超大质量黑洞产生的额外能量。”

环绕地球轨道的钱德拉X射线望远镜

国家科学基金会提供的经费让进一步观测和研究自灭星系成为可能。鲁德尼克表示他和同事会尽可能利用更多方式和手段来研究这些星系，例如借助美国宇航局的钱德拉X射线望远镜、夏威夷的凯克天文台或者智利的阿塔卡玛大型毫米波/亚毫米波阵列（ALMA）。

他说：“以这种方式停止造星的星系究竟有多普遍？星系能否驱逐所有气体？我们又能否看到速度极快的小气流？这就像放在炉火上的水壶，随着温度的持续升高，气流从壶嘴喷出。你知道壶嘴正在喷射气流，但你更想知道是否有足够多的气体外逃，最终将水壶完全掏空。”

鲁德尼克与其他科学家合著了一篇论文并发表在《天体物理学杂志》上。研究中，他们借助ALMA望远镜观测一个自灭星系内温度最低且最为致密的气体。正常情况下，这些气体会形成恒星。他们在论文中提出疑问——我们掌握了哪些证明气体被喷出星系的证据？

根据他们的研究，这个星系是两个星系猛烈对撞合并的致密残余，存在巨大的致密分子气体风，但他们并未发现存在活跃星系核的任何迹象。他们希望确定致密气体究竟以多快的速度逃离星系。

智利的阿塔卡玛大型毫米波/亚毫米波阵列（ALMA）

鲁德尼克指出：“ALMA望远镜借助波长远超可见光的光线（十分之一毫米）进行观测。这种气体的一氧化碳分子放射的光线能够被地球上的望远镜观测到。虽然绝大多数气体是氢气，但氢气很难从地球上观测到。为此，我们将一氧化碳作为示踪气体。”

他说：“天然气无色无味，你无法嗅出它们的存在，因此会在天然气生产过程中加入一种类似臭鸡蛋的气味。之所以选择一氧化碳就是这个原因，它能告诉我们难以观测的分子氢的位置。我们利用ALMA望远镜探测一氧化碳，再利用一氧化碳确定分子气体的总量。分子气体在星系中占很大比重。我们发现它们以每秒1000公里的速度从星系中央向外移动。这些原本要形成恒星的气体最终逃离星系。”