这个艺术家的概念图描绘了一个星系中心的超大质量黑洞。这里的蓝色代表着从非常接近黑洞的物质中发出的辐射。围绕黑洞的灰色结构，被称为圆环，是由气体和尘埃组成的。（图片来源:美国宇航局）
年轻的星系闪耀着明亮的新星，星系中的恒星形成速度很快，但随着星系的演化，最终会停止形成新的恒星。一项于2018年1月1日发表在《自然》杂志上的新研究表明，星系中心的黑洞质量决定了恒星终止形成的时间，被称为恒星诞生“猝灭”发生的时间。
每一个巨大的星系都有一个中心超大质量黑洞，比太阳质量大一百万倍以上，这是通过它对银河系恒星的引力作用来揭示它的存在，有时还能从星系核心发出高能辐射。而从活跃的星系核发出的进入星系的能量，被认为是阻止恒星形成的关键能量，这些能量加热和驱散了星系中形成恒星的星尘和气体，如果不被加热和驱散，这些气体会冷却形成新的恒星。
这个想法已经存在了几十年，天体物理学家发现，星系演化的模拟必须结合黑洞观测的反馈，以再现星系的观测特性。但迄今为止，还没有发现超大质量黑洞与恒星形成之间的联系的观测证据。
加州大学圣塔克鲁兹分校的天文学和天体物理学教授珍·布洛迪说:“我们一直在反馈信息，让模拟结果出来，但却不知道它是如何发生的。”“而这是第一个直接观测的证据，我们可以看到黑洞对银河系恒星形成史的影响。”
新的研究结果显示，在整个星系的演化进程中，黑洞活动和恒星形成之间存在着连续的相互作用，影响着随着星系演化而形成的每一代恒星。
由加州大学圣克鲁斯分校的博士后研究员伊格纳西奥·马丁-纳瓦罗领导的这项研究的重点是巨大星系，在以往的研究中，通过分析这些星系中心附近的恒星运动，测量出了、星系中心黑洞的质量。为了确定星系的恒星形成史，马丁-纳瓦罗分析了哈勃望远镜大规模星系调查所获得的光的详细光谱。
光谱学使天文学家能够分离和测量物体中不同波长的光。马丁-纳瓦罗利用计算技术分析了每个星系的光谱，并通过寻找最佳的恒星群组合来适应光谱数据，从而恢复其恒星形成的历史。他说:“它告诉你来自不同年龄的恒星的光有多少。”
当他将星系的恒星形成史与不同质量的黑洞进行比较分析时，他发现了显著的差异。这些差异只与黑洞质量有关，而与星系形态、大小或其他性质无关。
“对于有着相同质量恒星，但在中心有不同的黑洞质量的星系，那些有较大黑洞的星系比那些有较小黑洞的星系更早出现恒星猝灭，即更早就停止了形成新的恒星。”所以恒星的形成时间在那些中心黑洞较小的星系中持续的时间更长。”马丁-纳瓦罗说。
其他研究人员已经寻找恒星形成与活动星系核心亮度的相关性，但没有成功。马丁-纳瓦罗说，这可能是因为时间尺度是如此不同，恒星形成的时间超过了几亿年，而活跃的星系核爆发辐射的时间相对较短。
一个超大质量的黑洞只在它积极吞噬其宿主星系内部区域的物质时候才会发光。活动星系核心是变化的，其性质取决于黑洞的大小、对于物质的吸积率和其他因素。
马丁-纳瓦罗解释说:“我们利用黑洞质量作为能量注入星系的能量的替代物，因为在更大质量的黑洞上的吸积作用会导致活跃星系核产生更多的能量反馈，这将加快恒星形成的速度。”
来自圣何塞州立大学和加州大学天文台的天文学家艾伦·罗曼诺斯基表示，黑洞对恒星形成的反馈的确切机理仍不确定。
“黑洞可以通过不同的方式将能量注入星系，理论学家也有各种各样的关于‘猝灭’如何发生的想法，但是还有更多的工作要做，以适应这些新观测的模型。” 罗曼诺斯基说。
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