有些星系似乎停止了新恒星的鍛造過程，可以將星系看成是制造恒星的“時間機(jī)器”，大量的恒星在星系內(nèi)制造出來，星系通常含有豐富的冷氫氣體，冷氣體的塊狀星云在自身引力的作用下開始塌縮，凹陷，最終點(diǎn)燃了恒星的核反應(yīng)，引力才是鍛造恒星的“有生力量”。有些“星系工廠”在一年時間生產(chǎn)了數(shù)以百計的恒星，而單一星系包含數(shù)了百億、千億數(shù)量的恒星。

我們的銀河系分布了五彩斑斕的星云，有些是恒星形成的集中區(qū)域，其中之一的獵戶座星云在燦爛的星空閃耀得十分明亮，人們甚至睜開眼睛就能看見它，從“獵戶之劍”的中間可以直接看到星云中的恒星，但獵戶座星云的恒星形成機(jī)制似乎遭到了破壞，很多橢圓星系停止了恒星的生產(chǎn)，什么因素阻止了恒星的產(chǎn)生？這是天文學(xué)中最大的難題之一。

橢圓星系有一個顯著的特點(diǎn)，星系的外形呈橢圓形狀，它們好似澳式足球或英式橄欖球的外形。我們的銀河系和很多其它的大星系屬于螺旋星系，近似圓周形的螺旋星系好像一個巨大扁平狀的碟盤。死亡恒星和星系內(nèi)的氣體物質(zhì)為下一代恒星的產(chǎn)生供應(yīng)了“原材料”，恒星的形成是否十分依賴星系的形狀或類型？兩者之間似乎存在某種關(guān)聯(lián)，大多數(shù)像我們銀河系一類的螺旋星系不斷地鍛造出新的恒星，而大多數(shù)橢圓星系似乎在某種程度上喪失了恒星的鍛造能力。

橢圓星系如何成長？為何遭遇“成長的煩惱”？1972年，阿拉爾和土穆瑞斯兄弟通過觀測發(fā)現(xiàn)，從螺旋星系的碰撞與合并中產(chǎn)生了橢圓星系，他們的發(fā)現(xiàn)在我們銀河系的演化中得到了檢驗(yàn)。從現(xiàn)在開始之后的數(shù)十億年，我們的銀河系將與臨近的仙女座星系發(fā)生一次碰撞與合并的事件，從中產(chǎn)生一個巨大的橢圓星系。星系的合并也許打破了恒星的形成機(jī)制，但不能把所有阻止恒星形成的機(jī)制都明確無誤地歸結(jié)為星系的形狀。

例如：“乘風(fēng)破浪”前行的熱等離子體星系可能剝離了恒星形成所需要的氣體物質(zhì)，在星系失去氣體物質(zhì)的過程中，螺旋星系沒有轉(zhuǎn)化為橢圓星系的可能性?？赡艹霈F(xiàn)恒星形成活躍的橢圓星系，但是否存在任何失去恒星鍛造能力的螺旋星系？恒星的形成機(jī)制是否與星系形狀存在聯(lián)系？其中的答案有待更多的觀測和分析。

怎樣發(fā)現(xiàn)正在形成恒星的星系？怎樣發(fā)現(xiàn)不能形成恒星的星系？有一種簡便的觀測方法：搜尋“早年英逝”的恒星。我們的“黃彤彤”太陽大約有100億年的生命周期，太陽現(xiàn)在到了“中年時期”，精力十分旺盛，但體力有點(diǎn)不支。非常明亮、非常熱的藍(lán)星只有大約3千萬年的短暫生命周期，它們“不在乎生命長度，只在乎生命質(zhì)量”。我們的太陽演化得“四平八穩(wěn)”，藍(lán)星的生命周期十分短暫，但它們對宇宙演化的貢獻(xiàn)不會低于我們的太陽。

3千萬年的生命期在宇宙學(xué)概念上好似“彈指一揮間”，在大量藍(lán)星的星系，天文學(xué)家看到了一個大量制造恒星的活躍星系，而紅色星系通常是一些年老星系，它們已經(jīng)或正在失去任何鍛造恒星的能力。在其它尋找有恒星制造能力的星系方法中，熾熱的恒星加熱了星系中的塵埃，炙熱的塵埃發(fā)出了強(qiáng)烈的紅外線，熾熱的恒星引發(fā)了周圍氣體物質(zhì)的發(fā)光效應(yīng)，從炙熱的塵埃中產(chǎn)生了有明顯特征的光譜。

天文學(xué)家不是第一次搜尋那些失去了恒星鍛造能力的螺旋星系，1976年，加拿大天文學(xué)家西德尼·馮·登·搏夫發(fā)現(xiàn)了“貧血星系”，它比典型的螺旋星系的恒星鍛造能力低了很多。英國的天文學(xué)家凱倫·馬斯特斯確定了數(shù)以千計的紅色螺旋星系，他與“宇宙動物園”網(wǎng)站的公民科學(xué)家開展了線上合作，收集了大量準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)。但馮·登·搏夫和馬斯特斯確定的紅色螺旋星系發(fā)出了明顯的氫氣體光譜線，氫氣體環(huán)繞在熱的藍(lán)星附近，紅色的螺旋星系仍然制造出了恒星。

為了尋找失去恒星制造能力的螺旋星系，天文學(xué)家使用了 NASA的寬場域紅外線勘測探索者收集的數(shù)據(jù)，對發(fā)不出紅外線的螺旋星系進(jìn)行搜索，熾熱塵埃被短生命周期的熾熱藍(lán)星加熱，星系光線位于紫外線和可見光之外的紅端波段，假如這些星系就像期待的那樣失去了恒星的制造能力，那么可以確認(rèn)這些螺旋星系已經(jīng)死亡，它們不能生產(chǎn)出下一代的恒星。天文學(xué)家使用了設(shè)在新南威爾士州康納巴拉布蘭附近的賽丁泉2.3米直徑的望遠(yuǎn)鏡，在收集的6個星系光譜中，沒有一個出現(xiàn)了由發(fā)光的熱氣體物質(zhì)產(chǎn)生的明顯信號。

熱氣體物質(zhì)通常被短生命周期的周圍恒星加熱，天文學(xué)家發(fā)現(xiàn)了失去恒星鍛造能力的螺旋星系，他們的成果登載在《皇家天文學(xué)會每月通訊》雜志。不經(jīng)過螺旋星系轉(zhuǎn)化為橢圓星系的通道，恒星制造的“夢工廠”可能由此關(guān)閉，但什么因素阻止了恒星的產(chǎn)生？有幾種可能性，可能與所謂的“沖壓力剝離效應(yīng)”有關(guān)，當(dāng)一個星系在熱的等離子體中“乘風(fēng)破浪”前行時，它含有的氫氣體物質(zhì)遭到剝離，而一個缺少氫氣體的星系失去了恒星產(chǎn)生的條件，但沖壓力剝離的效應(yīng)通常發(fā)生在星系團(tuán)之中，天文學(xué)家發(fā)現(xiàn)的很多這類星系不在其中。

氣體難以冷卻到恒星產(chǎn)生的初始溫度，活躍星系核產(chǎn)生了加熱效應(yīng)，氣體物質(zhì)在“下墜”到巨大的黑洞時驅(qū)動了熱氣體的形成，但在收集的大多數(shù)星系中沒有活躍星系核驅(qū)動的情形。什么因素在不尋常的螺旋星系中阻止了恒星的形成？天文學(xué)家對星系的形狀產(chǎn)生了興趣，星系形狀也許包含了合理解釋的線索。天文學(xué)家凱倫·馬斯特斯發(fā)現(xiàn)，在有恒星制造能力的螺旋星系中，只有很少的星系顯示了明顯的棒旋結(jié)構(gòu)。星系中心橫亙了一根“棒子”，螺旋星系帶有棒旋結(jié)構(gòu)，這似乎與星系失去了恒星的制造能力有關(guān)，星系形狀在破壞恒星的形成上可能發(fā)揮了令人意想不到的作用，恒星的形成機(jī)制可能關(guān)乎星系的形狀。

（編譯：2016-7-20）