Eksplozije supernove in curki pošastne črne luknje raztresejo plin iz ene galaksije, ki povzroči dramatično preobrazbo iz spiralne galaktične mladine v starejšo eliptično, kaže nova študija nedavno združene galaksije. Hladen plin, gorivo, iz katerega nastajajo nove zvezde, je ključnega pomena za mladost in živahnost galaksije. Toda eksplozije supernove lahko začnejo upadati nastajanje zvezd, nato pa udarni valovi iz supermasivne črne luknje končajo delo, spiralne galaksije pa spremenijo v "rdeče in mrtve" eliptiko.
Astronomi menijo, da so identificirali nedavno združeno galaksijo, NGC 3801, kjer je ta izguba plina pravkar stekla. Nove ugotovitve z uporabo ultravijoličnih opazovanj iz Nasinega Galaxy Evolution Explorerja (GALEX) in številnimi drugimi instrumenti zapolnjujejo pomembno vrzel v trenutnem razumevanju evolucije galaktike.
"Galaktiko smo ujeli, ko uničuje njeno plinasto gorivo za nove zvezde in koraka v smeri rdeče-mrtve galaksije," je povedala Ananda Hota, glavna avtorica novega prispevka v Mesečnih obvestilih Royal Astronomical Družba. "Našli smo ključni manjkajoči del za povezovanje in reševanje uganke te faze evolucije galaksije."
Že dolgo je znano, da se s spiralnimi galaksijami, bogatimi s plinom, kot je naša Mlečna pot, združijo in ustvarijo eliptične galaksije, kakršne so opazili v študiji. Te velike, okrogle galaksije imajo zelo malo zvezdaste tvorbe.
Supermasivne črne luknje, ki ležijo v središčih galaksij, se lahko razplamtijo, ko jih plin zajame med galaktičnimi združitvami. Ko se velikanska črna luknja napaja, iz nje streljajo kolosalni curki snovi, ki povzročajo tisto, kar je znano kot aktivno galaktično jedro. Po teoriji se udarni valovi iz teh curkov segrejejo in razpršijo rezervoarje hladnega plina v eliptičnih galaksijah in tako preprečijo, da bi se nove zvezde oblikovale.
NGC 3801 kaže znake takšnega postopka. Ta galaksija je edinstvena po tem, da so jasno vidni dokazi o pretekli združitvi in udarni valovi iz curkov osrednje črne luknje so se začeli širiti v zadnjem času. Raziskovalci so s pomočjo raziskovalca Galaxy Evolution določili starost zvezd galaksije in razširili njeno evolucijsko zgodovino. Ultravijolična opažanja kažejo, da je nastajanje zvezd NGC 3801 prodrlo v zadnjih 100 do 500 milijonov let, kar kaže, da je galaksija res začela zapuščati svoja mladostna leta. Zaradi pomanjkanja številnih novih, modrih zvezd je NGC 3801 videti vidno rumenkasto in rdečkasto v vidni svetlobi in s tem srednjih let.
Kaj povzroča staranje galaksije in manj zvezd? Kratkoživeče modre zvezde, ki so nastale takoj po združitvi z drugo galaksijo, so se že raznesle kot supernove. Podatki iz Nasinega vesoljskega teleskopa Hubble so razkrili, da so te zvezdne eksplozije sprožile hiter odtok segretega plina iz osrednjih regij NGC 3801. Ta odtok je začel pregnati rezerve hladnega plina in se tako zmanjšal v zvezdo NGC 3801.
Nekatere tvorbe zvezd se še vedno dogajajo v NGC 3801, kar je razvidno iz ultravijoličnih valovnih dolžin, ki jih je opazoval Galaxy Evolution Explorer, in v infrardečih valovnih dolžinah, ki jih je zaznal NASA-in vesoljski teleskop Spitzer. Toda zadnji utrip mladosti bodo kmalu ugasnili kolosalni udarni valovi iz curkov črne luknje, ki jih v rentgenski svetlobi vidi NASA-in rentgenski observatorij Chandra. Ti eksplozijski valovi hitrijo navzven iz galaktičnega središča s hitrostjo skoraj dva milijona milj na uro (skoraj 900 kilometrov na sekundo). Valovi bodo v približno 10 milijonih let dosegli zunanje dele NGC 3801 in bodo razpršili preostali hladen vodikov plin ter naredili galaksijo resnično rdečo in mrtvo.
Astronomi menijo, da se prehod v času NGC 3801 - od združitve galaksij, bogatih s plinom, do porasta starega eliptičnega - zgodi zelo hitro na kozmičnih časovnih lestvicah.
"Ugasljanje nastajanja zvezd s povratnimi informacijami iz aktivnega galaktičnega jedra se verjetno zgodi v samo milijardo let. To ni zelo dolgo v primerjavi z 10 milijard let starosti tipično velike galaksije, "je dejal Hota. "Eksplozivni udarni val, ki ga povzroča osrednja črna luknja, je tako močan, da lahko drastično spremeni prihodnji potek evolucije celotne galaksije."
Dodatna opažanja za študijo optične svetlobe prihajajo iz ankete o digitalnem nebu Sloan in v radiu, ki uporablja zelo velik niz v Novi Mehiki.
Hota je astronom v Puneju v Indiji. Študijo je izvedla kot podoktorski znanstveni sodelavec na Inštitutu za astronomijo in astrofiziko pri Academia Sinica v Tajvanu v Tajvanu.
