探索星系从“生”到“死”的奥秘，一直是天文学领域的核心任务。近日，南京大学天文与空间科学学院王涛教授团队的一项研究，为这一谜题揭开了新的篇章。他们首次发现，星系中心黑洞的质量是调控星系中原子氢气体含量的关键物理量。这一突破性成果不仅揭示了黑洞对星系冷气体含量及恒星形成的影响，还为星系演化理论提供了新的观测证据。相关研究论文已在国际顶级学术期刊《自然》上发表。
据ITBEAR了解，星系作为宇宙的基本构成单元，其内部包含了数千亿颗恒星、气体、尘埃等星际介质以及中心的超大质量黑洞。这些组成部分之间复杂的相互作用共同影响着星系的形成和演化。王涛教授以银河系为例，阐述了星系作为一个自引力束缚系统的特性。
天文学家通常将星系分为两类：一类是仍在活跃地产生新恒星的恒星形成星系；另一类则是几乎没有新恒星形成的被动演化星系。研究这两类星系之间的转变机制，是理解星系演化过程的关键。自20世纪70年代以来，理论家们就提出，星系中心的超大质量黑洞在吸积物质过程中释放的能量，可能对星系的形成和演化，特别是从“生”到“死”的转变，起着重要作用。
尽管当前主流星系形成演化理论模型普遍认为中心黑洞对宿主星系具有重要的反馈作用，但黑洞如何具体影响星系的形成和演化，在观测上一直缺乏确凿的证据。王涛教授团队的研究填补了这一空白。他们分析了近二三十年国际上多个望远镜观测到的黑洞和星系气体数据，创新性地探索了近邻星系的黑洞质量与星系中原子氢气体含量之间的关系。
研究发现，中心黑洞质量越高的星系，其原子氢气体含量越低。由于原子氢气体是星系冷气体的主要组成部分，而冷气体又是恒星形成的原料，这一发现为黑洞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。王涛教授指出，这意味着中心黑洞很大程度上是通过限制恒星形成的原料——冷气体的含量，来影响宿主星系的恒星形成。
此外，该研究还对中心黑洞对宿主星系的反馈机制作出了重要限制。王涛教授表示，中心黑洞在其成长过程中释放的能量，可能通过调节星系周气体的冷却效率，来影响宿主星系的形成和演化。这一发现为理解星系演化提供了新的视角和思路。
