星系或许并非像“年轻蓝色”或“古老红色”那么简单。天体物理学家查尔斯·斯坦哈特（Charles Steinhardt）提出了第三种类型：打破常规的红色恒星形成星系。这些星系挑战了我们对恒星诞生的认知，并表明宇宙中形成的恒星数量可能远超我们的估计。它们或许还能解释一些突然停止形成恒星的神秘星系，并暗示宇宙的故事比我们意识到的更加复杂，也更加引人入胜。
挑战宇宙假设
宇宙本身并没有一本说明书——即便如此，密苏里大学天体物理学家查尔斯·斯坦哈特认为，一些关键的章节可能缺失了。要么宇宙一直遵循着一套与我们以往认知不同的规则，要么我们一直在曲解现有的规则。
传统上，天文学家将星系分为两大类：蓝色星系，年轻且活跃地形成恒星；红色星系，较老且不再产生新恒星。但斯坦哈特提出了第三种类型：红色恒星形成星系——仍在形成恒星的星系，但大多质量较低，因此呈现微红色。
在这张哈勃太空望远镜拍摄的照片中，蓝色和红色星系清晰可见。图片来源：ESA/哈勃和NASA、J. Dalcanton、暗能量调查/DOE/FNAL/DECam/CTIO/NOIRLab/NSF/AURA
为什么红色恒星形成星系很重要
“红色恒星形成星系主要产生低质量恒星，这使得它们即使正在诞生恒星，也呈现出红色，”他说。“这一理论是为了解决与传统观测到的黑洞质量与恒星质量比值不一致的问题，以及蓝色和红色星系中不同的初始质量函数——这两个问题无法仅用衰老或合并来解释。然而，我们了解到，我们今天看到的大多数恒星可能形成于与我们之前认为的不同条件下。”
查尔斯·斯坦哈特。 图片来源：密苏里大学
银河系历史的新层面
斯坦哈特的研究表明，红色恒星形成星系可能在宇宙历史中扮演了更重要的角色。这可能会改变我们目前对星系演化、星系形成过程以及如何测量整个宇宙历史中恒星形成的理解。
“这些星系的存在可能意味着宇宙中形成的恒星数量远超之前的估计，”他说，“这支持了这样一种观点：星系的生命周期远比从蓝色到红色再到死亡的简单过程更为复杂。”
对星暴后星系的新认识
传统上，人们认为星系的演化要么通过逐渐衰老，要么通过合并，碰撞会引发新恒星的爆发。因此，天文学家长期以来一直对后星暴星系感到困惑，这些星系在短暂的密集恒星形成期后突然停止产生新恒星。常见的理论是，两个星系相撞，导致新恒星的快速爆发，然后能量耗尽并归于平静。
但斯坦哈特提出了另一种可能性。其中一些星系可能正在缓慢形成小型红色恒星，而不是经历突然的恒星形成爆发。他说，如果这是真的，我们可能需要改变对星暴后星系的定义，因为有些星系可能属于另一类红色恒星形成星系。
未来研究和学生主导的项目
未来，斯坦哈特和他在密苏里大学物理系的学生们计划进行更先进的测试，以进一步研究恒星形成星系。三年级学生马蒂厄·哈珀将和一个本科生团队寻找更多证据，以支持一些星暴后星系属于新提出的类别的观点。与此同时，二年级学生卡特·迈耶霍夫和扎克·博罗维亚克将领导一个研究项目，利用欧洲航天局盖亚卫星的数据，研究银河系中超过20亿颗恒星。
《红色星系比蓝色星系形成更多的恒星吗？》发表在《天体物理学杂志》上。
编译自/ScitechDaily