为了了解恒星的未来,我们需要知道它们是如何形成的。恒星诞生在气体和尘埃云中,这些星云的质量从几十万到数百万个太阳质量不等。这些遍布在银河系中的“恒星育婴室”已诞生了约几千亿颗恒星,最终还会形成数百亿颗。然而,这些业已“出生”的恒星透支了未来:新一代恒星的原始物质正在被耗尽。就算大质量恒星以超新星爆发死亡的形式,向星际空间返还一些物质;就算星系还可以从星系际空间吸积新鲜气体,这些新的物质仍无法重新补足被恒星锁住的物质。目前,银河系中,星际气体的总质量只有恒星的十分之一左右。
今天,银河系中恒星的形成速度接近每年一个太阳质量,但在80亿到100亿年前的鼎盛时期,这一速率至少是目前的10倍。劳克林估计,时间尺度每向前延伸10倍,恒星形成速率就会降低到原来的十分之一。因此在一千亿年后,恒星形成速率会降低到目前的十分之一,而在一万亿年后,这一速率则会降低到眼下的百分之一。
不过,剧烈的变化可能会打乱恒星形成速率不断降低的稳定进程。例如在不久后——“不久”指的是几十亿年后,我们所在的银河系必然会面对汹涌而来的仙女星系,它是距离我们最近的巨型旋涡星系。这两个星系的致密核心区要么会发生碰撞,要么会绕着它们的公共质心转动。这一相互作用会形成“银河仙女星系”。通过搅拌星际气体和尘埃,银河仙女星系会暂时激活恒星形成过程,引发天文学家称之为的“星暴”。一旦这一生长势头过去,这个并合后的系统就会极为类似一个椭圆星系,即一个恒星形成所需物质稀少、恒星形成速率很低的成熟系统。