Eksplozije supernove i mlazovi monstruozne crne rupe raspršuju jedan plin iz zvijezda koji stvaraju zvijezdu, dramatično pretvarajući se iz spiralne galaktičke mladeži u starije eliptične starije, prema novom istraživanju nedavno spojene galaksije. Hladni plin, gorivo iz kojeg se formiraju nove zvijezde, ključan je za mladost i živost galaksije. No, eksplozije supernove mogu pokrenuti pad nastajanja zvijezda, a zatim udarni valovi iz supermasivne crne rupe dovršavaju posao, pretvarajući spiralne galaksije u „crvene i mrtve“ eliptikule.
Astronomi misle da su identificirali nedavno spojenu galaksiju, NGC 3801, gdje je upravo taj gubitak plina tek u tijeku. Koristeći ultraljubičasto promatranje iz NASA-inog Galaxy Evolution Explorera (GALEX) i mnoštvo drugih instrumenata, nova otkrića popunjavaju važan jaz u trenutnom razumijevanju evolucije galaktika.
"Uhvatili smo galaksiju na djelu uništavanja plinovitog goriva za nove zvijezde i koračajući prema crveno-mrtvoj vrsti galaksije", rekla je Ananda Hota, vodeća autorica novog rada u Monthly Notices of the Royal Astronomical Društvo. „Pronašli smo presudan nedostajući komad da povežemo i riješimo zagonetku ove faze evolucije galaksije.“
Odavno je poznato da se spiralne galaksije bogate plinom poput naše Mliječne staze zajedno stvaraju eliptične galaksije poput one opažene u studiji. Te velike, okrugle galaksije imaju vrlo malo zvijezdanih formacija.
Supermasivne crne rupe koje se nalaze u centrima galaksija mogu se raspaliti ako su punjene plinom tijekom galaktičkih spajanja. Dok se hrani divovska crna rupa, kolosalni mlazovi materije pucaju iz nje, stvarajući ono što je poznato kao aktivno galaktičko jezgro. Prema teoriji, udarni valovi iz ovih mlaznica zagrijavaju i raspršuju rezervoare hladnog plina u eliptičnim galaksijama, sprečavajući tako formiranje novih zvijezda.
NGC 3801 pokazuje znakove takvog postupka. Ova je galaksija jedinstvena po tome što se jasno vide dokazi o prošlom spajanju, a udarni valovi iz mlazeva središnje crne rupe počeli su se širiti u posljednje vrijeme. Istraživači su pomoću Galaxy Evolution Explorera odredili starost zvijezda galaksije i dešifrirali njenu evolucijsku povijest. Ultraljubičasto promatranje pokazuje da je stvaranje zvijezda NGC 3801 prodrlo u posljednjih 100 do 500 milijuna godina, pokazujući da je galaksija doista počela ostavljati svoje mladenačke godine. Manjak mnogih velikih, plavih zvijezda čini da NGC 3801 u vidljivoj svjetlosti izgleda žućkasto i crvenkasto, te samim tim sredovječne dobi.
Što uzrokuje starost galaksije i stvaranje manje zvijezda? Kratkotrajne plave zvijezde koje su se formirale odmah nakon spajanja s drugom galaksijom već su izgorjele kao supernove. Podaci NASA-inog svemirskog teleskopa Hubble otkrili su da su te zvjezdane eksplozije pokrenule brzi odljev zagrijanog plina iz središnjih područja NGC 3801. Taj je odljev počeo protjerivati rezerve hladnog plina, i na taj način urezao se u cjelokupnu zvijezdu NGC 3801.
Neke tvorbe zvijezda još uvijek se događaju u NGC 3801, kao što je prikazano u ultraljubičastim valnim duljinama koje je promatrao Galaxy Evolution Explorer, te u infracrvenim valnim duljinama koje je otkrio NASA-in Svemirski teleskop Spitzer. Ali taj će posljednji bljesak mladosti uskoro ugasiti kolosalni udarni valovi iz mlazeva crne rupe, koje je u rendgenskom svjetlu vidio NASA-in rentgenski opservatorij Chandra. Ti eksplozijski valovi jure prema van iz galaktičkog središta brzinom od gotovo dva milijuna milja na sat (gotovo 900 kilometara u sekundi). Valovi će doseći vanjske dijelove NGC 3801 za otprilike 10 milijuna godina rasipajući preostali hladan vodikov plin i čineći galaksiju uistinu crvenom i mrtvom.
Astronomi misle da se prijelaz rano dogodio u slučaju NGC 3801 - od spajanja galaksija bogatih plinovima do uspona starog eliptičnog izgleda - brzo se događa na kozmičkim vremenskim razmjerima.
„Gašenje zvijezda stvaranja povratnim informacijama iz aktivnog galaktičkog jezgra vjerojatno se događa u samo milijardu godina. To nije baš dugo u usporedbi s 10 milijardi godina tipično velikom galaksijom ", rekao je Hota. "Eksplozivni udarni val, uzrokovan središnjom crnom rupom, toliko je moćan da može dramatično promijeniti budući tijek evolucije čitave galaksije."
Dodatna zapažanja za proučavanje optičke svjetlosti dolaze iz ankete Sloan Digital Sky Survey i radija koji koristi vrlo veliki niz u Novom Meksiku.
Hota je astronom u Puneu u Indiji. Studiju je provela kao postdoktorski istraživač na Institutu za astronomiju i astrofiziku pri Academia Sinica u Tajpeju, Tajvan.
