星系是一台巨大的恒星制造机，星系中的低温气体云团，在引力作用下逐渐坍缩，直至云团核心触发聚变反应，点燃恒星。一些星系一年之内能够产生上百颗新恒星，而仅仅是单一星系就可能包含数以百亿计的恒星。
我们银河系内的许多区域正在形成恒星，猎户座星云是其中之一。它位于“猎户”佩剑中部，在漆黑的夜晚十分瞩目，甚至不需借助任何仪器，直接观测就可以看到。事实上，这时你正注视着一颗新恒星的诞生。
“猎户”佩剑中部的亮点实为猎户座星云，恒星正在其中诞生。图片来源：美国宇航局以及莱斯大学的C.R. O'Dell和S.K.Wong
然而，星系这台造星机，有时也会出现故障。许多椭圆星系已经不再产生新恒星，什么因素破坏了恒星形成机制？这成为天文学界最大的谜团之一。
出了故障的造星机
椭圆星系特征明显，外形呈现出椭球状，类似一颗澳式足球或者橄榄球。
许多椭圆星系已经停止了造星（图片来源：美国宇航局斯隆阿特拉斯 NASA- Sloan Atlas）
银河系和其他依旧不断造星的大星系，则属于旋涡星系。旋涡星系呈扁平形，恒星以及产生新恒星的气体云团在巨大的盘面结构中围绕星系中心旋转。
难道星系的造星运动极大程度上依赖于自身的形状？现在看来似乎是这样的，毕竟，大多数椭圆星系已经停止造星，而多数旋涡星系则没有。
如果真是如此，那么现有的椭圆星系最初又是从何而来的呢？1972年，Toomre兄弟，即AlarToomre和Juri Toomre的研究认为，椭圆星系可以由多个旋涡星系合拼而来。这个过程就在我们身边上演，银河系与仙女星系正发生碰撞，几十亿年后，两星系将合并形成一个新的椭圆星系。
或许星系之间的碰撞合并，破坏了星系原有的造星机制，但也不是所有理论都相信认可星系停止造星与其形状有很大的关联。
例如，星系高速横穿过一团热等离子体，其内部可用于造星的气体原料会被剥离出去，但这个过程不会改变星系的形状，旋涡星系不会因此变为椭圆星系。
其实，宇宙中的确存在能够制造恒星的椭圆星系，那是否存在失去造星能力的旋涡星系呢？恒星的形成真的和星系的形状密切相关吗？我们来一探究竟。
NGC 3310星系包含了大量短命的炽热蓝星而显现出蓝色 （图片来源：斯隆数字化巡天）
寻找恒星的诞生地
面对夜空中数不尽的星系，如何辨别出正制造恒星的星系呢？答案很简单，寻找“英年早逝”的恒星。
我们的太阳发出淡黄色的光芒，它已度过了100亿年生命周期的一半，然而，明亮而又炽热的蓝星，寿命仅有短短的3000万年。
在宇宙学的范畴内，3000万年不过是“弹指一挥间”。如果发现了一个星系有散发着蓝色的星光，表明星系正在造星（或者新恒星即将诞生），反之，星系如果发出红光，那里便不太可能有恒星产生。
当然，寻找造星的星系不止一种方法。星系内尘埃受到热星加热，会发出红外线，同样，热星周围的气体受热，会具有独特的光谱特征。
图为氢气发光所具有的独特光谱（图片来源：维基百科- Jan Homann）
红色意味着死亡？
此前，已有人着手寻找停止造星的旋涡星系。早在1976年，加拿大天文学家，Sidney van den Bergh发现了一个“缺乏活力（anaemic）”的旋涡星系，比起同等旋涡星系，它制造的恒星数量要少的多。
伯格发现的NGC 718旋涡星系“缺乏活力”仅制造极少量恒星（图片来源：斯隆数字化巡天）
此外，英国天文学Karen Masters，利用公民科学项目——星系动物园（GalaxyZooProject），识别出上千个红色旋涡星系。
然而，van den Bergh和Masters识别的红色旋涡星系光谱，包含了热蓝星周围氢气发出的独特光谱信号，所以他们发现的星系必然有新恒星产生。
现在我们决定另辟蹊径，使用美国宇航局广域红外巡天卫星拍摄的照片资料，来寻找停止造星的旋涡星系。
我们依照“停止造星的旋涡星系不会发出红外光”的原则去寻找。正如预期，找到的星系，没有红外线，而且呈现红色。
为了确保找到的星系完全停止了造星，或者说星系已经“死透了”，我们使用赛丁泉的2.3米望远镜获取星系光谱，该望远镜位于新南威尔士库纳巴拉布兰附近。
利用赛丁泉2.3米望远镜寻找发光氢气的光谱（图片来源：维基百科-Ssopete）
经过赛丁泉观测站的再次分析确认，初步选定的6个星系光谱中，均没有发现气体被热蓝星加热后应有的特征谱线，这意味着我们终于找到了停止造星的旋涡星系。
这项新发现最近被刊登在《皇家天文学月刊上》。
什么阻止了星系造星？
显而易见，旋涡星系不转变为椭圆星系同样会停止造星。如果不是星系形状因素，那究竟是什么阻止了星系造星呢？现在有许多种可能性。
一种观点认为形成恒星的冲压力（ram pressure stripping）缺失是原因之一。由于星系穿过热等离子体区域，内部气体被剥离，缺少造星原料，自然丧失了造星能力。但是，这一过程应该仅仅发生在星系团内，而我们发现的许多星系并不属于任何一个星系团。
另一种观点指出，停止造星的原因是气体无法冷却到形成恒星所需的低温。如果星系的星系核十分活跃，核中的巨型黑洞不断吸入物质放出能量，加热气体，使其温度保持在高位。这种情况的确有可能存在，然而，在我们找到的大多数星系中，没有发现存在活跃的星系核的证据。
现在疑点更多了， 究竟是什么阻止了这些不同寻常的旋涡星系停止了造星运动？
NGC 4440星系和许多造星较少或者停止造星的星系一样，有明显的棒状结构横越过中心（图片来源：斯隆数字化巡天）
有趣的是，星系的形状再次提供了一些线索。Karen Masters发现，造星运动不活跃的旋涡星系，通常具有一个明显的棒状结构横越过星系中心。在完全停止造星的旋涡星系中也发现了相似的规律，或许到头来还是星系的形状影响了恒星的形成。
翻译：张晓龙 审校：王舟
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