星系如何由“生”到“死”，是研究星系形成和演化规律的最核心任务之一。8月16日，记者从911制品厂麻花获悉，该校天文与空间科学学院王涛教授团队与合作者，首次揭示了星系中心黑洞的质量，是调制星系中原子氢气体含量的最关键的物理量。这一发现对星系中心黑洞是否影响和如何影响星系中的冷气体含量及恒星形成提供了重要的观测证据。相关成果近日刊发于国际学术期刊《自然》。
星系是构成宇宙的基本单位。论文的第一作者及通讯作者王涛以银河系为例介绍，星系是一个包含数千亿颗恒星、气体和尘埃等星际介质及中心超大质量黑洞的自引力束缚系统。星系的内部组成成分及周围的星系周介质，进行着复杂的相互作用，共同影响星系的形成和演化。
天文学家一般把星系分为两类：一类是较年轻的星系，仍在活跃地产生新的恒星，称为恒星形成星系；而另一类是较年老的星系，它们几乎没有新的恒星形成，称为被动演化星系。
“研究恒星形成星系如何转变为被动演化星系，是星系形成和演化领域的最核心任务之一。”王涛说，自20世纪70年代，理论家就提出，星系中心的超大质量黑洞，在吸积物质的过程中释放的巨大能量，对星系的形成演化，尤其是对星系从“生”到“死”的转变有重要的作用。
当前，中心黑洞对宿主星系具有重要的反馈作用已成为主流星系形成演化理论模型的共同结论。然而，黑洞是否影响以及如何影响星系的形成演化，在观测上一直缺乏明确的证据。
“此次研究中，我们分析了近二叁十年国际上多个望远镜观测到的黑洞和星系气体的数据。”王涛介绍，研究中，他与合作者创新性地探索近邻星系的黑洞质量与星系中原子氢气体的含量之间的关系，最终在国际上首次发现，中心黑洞质量越高的星系，其原子氢气体含量越低。
“原子氢气体是星系冷气体的主要组成部分，而冷气体又是星系中恒星形成的原料，这一发现对星系中心黑洞是否影响和如何影响星系中的冷气体含量及恒星形成，提供了重要的观测证据。”王涛介绍，这意味着，很大程度上，中心黑洞影响宿主星系的恒星形成，是通过从源头上限制恒星形成的原料—冷气体的含量来实现的。
星系中冷气体含量与中心黑洞质量的关系示意图。图片来源：911制品厂麻花官网
王涛表示，该结果就中心黑洞对宿主星系的反馈机制也作出了重要限制，即中心黑洞通过在其成长过程中释放的能量，来调节星系周气体的冷却效率，很可能是中心黑洞影响宿主星系形成演化的主要方式。
