Výbuchy supernovy a trysky monstrózní černé díry rozptylují hvězdný plyn jedné galaxie a podle nové studie nedávno sloučené galaxie vedou k dramatické přeměně ze spirálové galaktické mládí na starší eliptiku. Chladný plyn, palivo, ze kterého se vytvářejí nové hvězdy, je zásadní pro mládež a vitalitu galaxie. Výbuchy supernovy však mohou zahájit úpadek tvorby hvězd, a pak rázové vlny z supermasivní černé díry dokončí práci, čímž změní spirálové galaxie na „červené a mrtvé“ eliptikaly.
Astronomové se domnívají, že identifikovali nedávno sloučenou galaxii, NGC 3801, kde tato ztráta plynu právě začala. S využitím ultrafialových pozorování z Galaxy Evolution Explorer NASA (GALEX) a řady dalších nástrojů nová zjištění zaplňují důležitou mezeru v současném chápání galaktického vývoje.
"Zachytili jsme galaxii tím, že zničili její plynné palivo pro nové hvězdy a pochodovali k tomu, abychom byli rudým a mrtvým typem galaxie," řekla Ananda Hota, hlavní autorka nového dokumentu v Měsíční zprávě Královské astronomie Společnost. "Našli jsme rozhodující chybějící kousek, který spojuje a řeší hádanku této fáze vývoje galaxie."
Již dlouho je známo, že spirální galaxie bohaté na plyn, jako je naše Mléčná dráha, se rozbijí a vytvoří eliptické galaxie, jako je ta, která byla pozorována ve studii. Tyto velké kulaté galaxie mají velmi malou hvězdnou formaci.
Supermasivní černé díry, které se nacházejí v centrech galaxií, se mohou při galaktických fúzích rozžhavit. Jak se obří černá díra živí, z ní vystřelí kolosální paprsky hmoty, což vede k tomu, co je známé jako aktivní galaktické jádro. Podle teorie se rázové vlny z těchto proudů zahřívají a rozptylují zásobníky studeného plynu v eliptických galaxiích, čímž zabraňují tvarování nových hvězd.
NGC 3801 vykazuje známky takového procesu. Tato galaxie je jedinečná v tom, že je jasně vidět důkaz o minulé fúzi a šokové vlny z proudů střední černé díry se začaly šířit velmi nedávno. Vědci použili Průzkumníka Galaxy Evolution k určení věku hvězd galaxie a dešifrování její evoluční historie. Ultrafialová pozorování ukazují, že hvězdná formace NGC 3801 se za posledních 100 až 500 milionů let utlumila, což ukazuje, že galaxie skutečně začala opomíjet své mladistvé roky. Nedostatek mnoha velkých, nových, modrých hvězd způsobuje, že NGC 3801 vypadá ve viditelném světle nažloutlé a načervenalé, a tedy ve středním věku.
Co způsobuje stárnutí galaxie a vytváření méně hvězd? Krátkotrvající modré hvězdy, které se vytvořily hned poté, co se sloučily s jinou galaxií, již vyhodily do vzduchu jako supernovy. Data z Hubbleova kosmického dalekohledu NASA odhalila, že tyto hvězdné exploze spustily rychlý odtok zahřátého plynu z centrálních oblastí NGC 3801. Tento odtok začal vyhánět zásoby studeného plynu, a tak se omezoval na celkovou výrobu hvězd NGC 3801.
Některá hvězdná formace se stále děje v NGC 3801, jak je ukázáno na ultrafialových vlnových délkách pozorovaných Průzkumníkem Galaxy Evolution, a na infračervených vlnových délkách detekovaných Spitzerovým vesmírným dalekohledem NASA. Toto poslední blikání mládí však brzy zhasnou kolosální rázové vlny z proudů černé díry, pozorované v rentgenovém světle rentgenovou observatoří Chandra NASA. Tyto výbuchové vlny se řítí ven z galaktického centra rychlostí téměř dvou milionů mil za hodinu (téměř 900 kilometrů za sekundu). Vlny dosáhnou vnějších částí NGC 3801 za přibližně 10 milionů let, rozptýlí jakýkoli zbývající chladný plynný vodík a způsobí, že galaxie bude skutečně červená a mrtvá.
Astronomové si myslí, že přechod zachycený brzy v případě NGC 3801 - od sloučení galaxií bohatých na plyn k vzestupu staré eliptické soustavy - nastává velmi rychle na kosmických časových měřítkách.
"K utlumení tvorby hvězd zpětnou vazbou z aktivního galaktického jádra dochází pravděpodobně za pouhých miliardu let." To není příliš dlouhé ve srovnání s věkem 10 miliard let typické velké galaxie, “řekl Hota. "Výbušná událost rázové vlny způsobená centrální černou dírou je tak silná, že může dramaticky změnit budoucí průběh vývoje celé galaxie."
Další pozorování pro studium optického světla pocházejí ze Sloan Digital Sky Survey a v rádiu pomocí Very Large Array v Novém Mexiku.
Hota je astronom v indickém Pune, který studoval jako postdoktorandský vědecký pracovník na Institutu astronomie a astrofyziky na Academia Sinica v Tchaj-pej.
