究竟是什么“殺死”了星系

　　一個巨大的銀盤上盛放著數(shù)不清的藍色小球，一個又一個藍色小球不斷繼續(xù)出現(xiàn)在盤子的其他地方，小球繞著銀盤中心緩緩轉(zhuǎn)動，一切看起來是那么規(guī)律而有序……這是我們的銀河系及鄰近的仙女星系每天都在發(fā)生的事情，星系里的氣體不斷匯聚成恒星，又不斷從外部吸積氣體，星系生機盎然。

　　但是，不是所有星系都是這樣的，有許多星系“盤子”里只盛著寥寥的紅色小球，它們虛弱地散發(fā)著最后的光和熱，也沒有新的同伴加入它們，整個星系死氣沉沉。這些星系發(fā)生了什么，誰“殺死”了它們?

　黑洞殺死了星系?

　　名叫Akira和Tetsuo的星系像銀河系和仙女系一樣相依相伴，Tetsuo星系不斷向Akira輸出氣體，Akira星系中不斷產(chǎn)生新生恒星……故事本該這樣發(fā)展，可是，科學(xué)家卻發(fā)現(xiàn)，Akira星系中星光寥寥，死氣沉沉，就像一個垂暮老者。Akira星系中發(fā)生了什么，是什么讓它失去了活力?

藝術(shù)家對Akira星系（右）和Tetsuo星系（左）活動狀態(tài)的演繹。

Akira星系的引力將Tetsuo星系的氣體拉入其中心的超大質(zhì)量黑洞，形成足以加熱Akira星系氣體的風。

　　日本科學(xué)家使用一些世界上最強大的望遠鏡，收集了多種光波數(shù)據(jù)，以看清Akira星系的真相。他們看到，Akira星系的中心是一個超大質(zhì)量黑洞，當超大質(zhì)量黑洞處于活動狀態(tài)時，它會吞噬周圍空間中的大量物質(zhì)，絕大部分Tetsuo星系輸出的氣體都被這個黑洞吞噬了，黑洞像饕餮一樣源源不斷地吸食著靠近它的一切物質(zhì)。

　　許許多多物質(zhì)在黑洞周圍旋轉(zhuǎn)，就像下水道入口噴涌而下的大股水流，它們相互摩擦碰撞，向外輻射出巨大的光和熱。黑洞還不斷噴射出熱流和強風，席卷了整個星系。那些離得較遠而沒被吞噬的氣體被黑洞輻射出的熱量點燃，一旦任何氣體開始冷卻，它就會被熱風吹散，就像水滴變成蒸汽一樣，氣體蒸發(fā)、膨脹、逸散，無法冷卻凝聚成星體。

　　這就是為什么Akira星系中沒有新恒星形成的原因——超大質(zhì)量黑洞扼殺了星系。

　　“車禍”是星系的死因?

　　科學(xué)家曾經(jīng)親眼目睹星系的死亡過程：距離地球90億光年外，一個名叫ID2299的星系拖著一條長長的尾巴，就像正在離體的“星系魂魄”。這是巨量氣體逸散留下的痕跡，每年，ID2299星系都會逸散出足以制造1萬個太陽的氣體。現(xiàn)在ID2299星系已經(jīng)失去了近一半恒星原料，望遠鏡下整個星系在僅存的少量年輕恒星的電離下散發(fā)著幽幽的亮光。

　　但奇怪的是，ID2299星系中并沒有發(fā)現(xiàn)什么黑洞，顯然它的死亡并不是黑洞造成的，那么它的“死因”是什么?科學(xué)家推測，ID2299星系是兩個星系碰撞并合并后形成的新星系，但這場碰撞并沒有帶來新生，只是拖延了星系死亡的時間。

室女座星系團內(nèi)兩個星系激烈碰撞合并

　　星系團是宇宙中最大、最極端的環(huán)境，包含數(shù)百甚至數(shù)千個星系。有質(zhì)量的地方就有引力，星系團中存在的巨大引力將星系加速到極快的速度，通常每秒數(shù)千千米，并將星系之間的等離子體加熱到極高的溫度。當兩個星系相撞時，等離子體就像太空中的大氣一樣將星系包裹起來，高溫的等離子體可以阻止氣體冷卻和凝結(jié)成恒星。同時，它們會帶起一股強勁的“風”，迫使星系中的氣體從星系盤脫離出去，使得星系因失去形成恒星的原料而死去。

　　這個過程被稱為“沖壓剝離”，在許多星系團中都可以看到?jīng)_壓剝離現(xiàn)象。例如，不慎墜入處女座星團的NGC4402星系就正在經(jīng)歷沖壓剝離：一層火紅熾熱的氣體覆在星系外部，星系中心區(qū)域的氣體圓盤出現(xiàn)了彎曲，可以看到塵埃和氣體飄帶出現(xiàn)在星系下方，使背后的恒星變暗并變紅。這表明，星系在“熱風”的壓力下難以保持原本的形狀，其中的冷氣體和塵埃開始向外逸散，當氣體和塵埃全部逸散或形成恒星后，這個星系就會“死亡”。

　星系會被慢慢“勒死”?

　　還有些星系死去得悄無聲息，科學(xué)家們實在找不到“兇手”，他們只能猜測星系從出生就被套上了“繩索”，隨著時間推移，“繩索”越勒越緊，就算沒有意外發(fā)生，星系也會死于窒息。這個過程十分漫長，科學(xué)家發(fā)現(xiàn)，星系“窒息”死亡平均所需時間長達40億年。

　　我們知道銀河系可以維持數(shù)十億年不斷制造新的恒星，而隨著星際空間中徘徊的冷氫氣的不斷流入，為星系制造恒星提供了充足的原料，但是有時這種氣體的流入也會停止，取而代之的是金屬元素。當越來越多的金屬元素取代了氫氣，星系就會因為沒有足夠的恒星原料而死去。法國的天文學(xué)家通過觀察2.3萬個瀕死星系和4000個活躍星系的光譜信號來比較了它們的成分差異，發(fā)現(xiàn)瀕死星系中金屬元素的含量比活躍星系要高得多，他們判斷這正是星系“窒息”的原因。

　　但是，為什么有些星系的“繩索”會很快勒緊，有些星系卻久久都沒有“窒息”呢?是什么原因加速了星系之死?這可能是因為星系團中過度擁擠，為了生存，星系間會不斷爭奪氣體資源，加速了氣體的消耗;又或者是星系周圍的氣體本身就少，使得星系的壽命縮短。

　　無論哪種方式，當氣體流入停止時，星系的壽命就開始了倒計時。由于恒星將氫元素融合成更重的元素，因此氣體的總比例隨著時間的流逝逐漸減少而被更重的元素取代，一旦失去了外部供應(yīng)，星系最終會因氣體耗盡而窒息而死。

　　我們?yōu)槭裁匆榍逍窍抵赖恼嫦?歸根結(jié)底還是為了我們自己。根據(jù)計算，大約45億年后，銀河系就將與仙女星系相撞并合并。到那時，我們將面臨怎樣的命運?另外，銀河系周邊是否有足夠的氣體供應(yīng)，維持銀河系活到45億年后?銀河系將以怎樣的方式死去?這是科學(xué)家不斷求索的問題。