Výbuchy supernovy a prúdy monštruóznej čiernej diery rozptyľujú hviezdny plyn jednej galaxie a podľa novej štúdie nedávno zlúčenej galaxie vedú k dramatickej premene zo špirálovej galaktickej mladosti na eliptickú staršiu. Chladný plyn, palivo, z ktorého sa vytvárajú nové hviezdy, je nevyhnutné pre mladosť a silu galaxie. Výbuchy supernovy však môžu začať úpadok tvorby hviezd, a potom šokové vlny zo supermasívnej čiernej diery dokončia úlohu, čím sa špirálové galaxie premenia na „červené a mŕtve“ eliptikály.
Astronómovia si myslia, že identifikovali nedávno zlúčenú galaxiu, NGC 3801, kde sa práve začala táto strata plynu. Nové nálezy pomocou ultrafialového pozorovania z prieskumníka Galaxy Evolution Explorer (GALEX) agentúry NASA a mnohých ďalších nástrojov zaplňujú dôležitú medzeru v súčasnom chápaní galaktickej evolúcie.
"Zachytili sme galaxiu pri ničení jej plynného paliva pre nové hviezdy a pochodujúcich smerom k tomu, aby sme boli červenohnedým typom galaxie," uviedla Ananda Hota, vedúca autorka nového dokumentu v Mesačných oznámeniach Kráľovskej astronómie. society. "Našli sme rozhodujúci chýbajúci kúsok na spojenie a riešenie hádanky tejto fázy vývoja galaxie."
Už dlho je známe, že špirálové galaxie bohaté na plyn, ako je naša Mliečna dráha, sa spolu rozbijú a vytvoria eliptické galaxie, aké sa pozorujú v štúdii. Tieto veľké okrúhle galaxie majú veľmi malú hviezdu.
Supermasívne čierne diery, ktoré sa nachádzajú v centrách galaxií, sa môžu počas galaktických fúzií rozžiariť, keď ich zaplaví plyn. Keď sa živí obrovská čierna diera, vystrelia z nej kolosálne prúdy hmoty, čo vedie k vzniku tzv. Aktívneho galaktického jadra. Podľa teórie sa rázové vlny z týchto prúdov zahrievajú a rozptyľujú rezervoáre studeného plynu v eliptických galaxiách, čím bránia novým tvarom.
NGC 3801 vykazuje známky takého procesu. Táto galaxia je jedinečná v tom, že je jasne vidieť, že došlo k fúzii v minulosti, a šokové vlny z prúdov strednej čiernej diery sa začali šíriť veľmi nedávno. Vedci pomocou prieskumníka Galaxy Evolution Explorer určili vek hviezd galaxie a rozlúštili jej evolučnú históriu. Ultrafialové pozorovania ukazujú, že formácia hviezd NGC 3801 sa rozhnevala za posledných 100 až 500 miliónov rokov, čo dokazuje, že galaxia skutočne začala opúšťať svoje mladistvé roky. Nedostatok mnohých veľkých nových hviezd spôsobuje, že NGC 3801 vyzerá vo viditeľnom svetle žltkasto-červenkasto, a teda v strednom veku.
Čo spôsobuje starnutie galaxie a vytváranie menej hviezd? Krátkodobé modré hviezdy, ktoré sa vytvorili hneď po zlúčení s ďalšou galaxiou, už vyhodili do vzduchu ako supernovy. Údaje z Hubbleovho vesmírneho teleskopu agentúry NASA odhalili, že tieto hviezdne explózie vyvolali rýchly odtok zohriateho plynu z centrálnych oblastí NGC 3801. Tento odtok začal vylučovať zásoby studeného plynu, a tak sa obmedzil na celkovú tvorbu hviezd NGC 3801.
Niektoré hviezdy sa stále vyvíjajú v NGC 3801, ako je znázornené na ultrafialových vlnových dĺžkach pozorovaných prieskumníkom Galaxy Evolution Explorer a na infračervených vlnových dĺžkach detegovaných Spitzerovým vesmírnym teleskopom agentúry NASA. Toto posledné blikanie mladosti však čoskoro zhasnú kolosálne rázové vlny z prúdov čiernej diery, ktoré sú viditeľné v röntgenovom svetle pomocou röntgenového observatória NASA Chandra. Tieto výbuchové vlny prúdia smerom von z galaktického centra rýchlosťou takmer dva milióny kilometrov za hodinu (takmer 900 kilometrov za sekundu). Vlny sa dostanú k vonkajším častiam NGC 3801 za asi 10 miliónov rokov, rozptýlia akýkoľvek zostávajúci chladný plynný vodík a spôsobia, že galaxia bude skutočne červená a mŕtva.
Astronómovia sa domnievajú, že prechod zachytený včas v prípade NGC 3801 - od zlúčenia galaxií bohatých na plyn až po vzostup starej eliptiky - sa deje veľmi rýchlo na kozmických časových mierkach.
„K zastaveniu tvorby hviezd spätnou väzbou z aktívneho galaktického jadra pravdepodobne dôjde už za miliardu rokov. To nie je príliš dlhé v porovnaní s 10 miliardovým rokom typickej veľkej galaxie, “povedal Hota. „Výbušná vlna nárazových vĺn spôsobená strednou čiernou dierou je taká silná, že môže dramaticky zmeniť budúci vývoj evolúcie celej galaxie.“
Ďalšie pozorovania pre štúdium optického svetla pochádzajú z prieskumu Sloan Digital Sky Survey a v rádiu s použitím Very Large Array v Novom Mexiku.
Hota je astronómom v indickom Pune, ktorý túto štúdiu vykonal ako postdoktorandský vedecký pracovník na Inštitúte astronómie a astrofyziky na Academia Sinica v Taipei na Taiwane.
