Exploziile Supernova și avioanele unei găuri negre monstruoase împrăștie gazul care produce stele unei galaxii, conducând la o transformare dramatică de la tineretul galactic spiral la eliptic în vârstă, potrivit unui nou studiu al unei galaxii recent fuzionate. Gazul rece, combustibilul din care se formează stele noi, este esențial pentru tinerețea și vigoarea unei galaxii. Dar exploziile de supernove pot începe declinul formării stelelor, iar apoi valurile de șoc din gaura neagră supermasivă termină treaba, transformând galaxiile spiralate în eliptice „roșii și moarte”.
Astronomii consideră că au identificat o galaxie recent combinată, NGC 3801, unde tocmai a început această pierdere de gaz. Folosind observații ultraviolete din Galaxy Evolution Explorer (GALEX) de la NASA și o serie de alte instrumente, noile descoperiri completează un gol important în înțelegerea actuală a evoluției galactice.
"Am prins o galaxie în distrugerea combustibilului gazos pentru noile stele și a mers spre a fi un tip roșu și mort de galaxie", a declarat Ananda Hota, autorul principal al unei noi lucrări în lunar Notices of the Royal Astronomical Societate. „Am găsit o piesă lipsă crucială pentru conectarea și rezolvarea puzzle-ului acestei faze a evoluției galaxiei.”
De multă vreme se știe că galaxiile spirale bogate în gaze precum Calea Lactee se împletesc pentru a crea galaxii eliptice, precum cea observată în studiu. Aceste mari galaxii rotunde au o formare de stele foarte mică.
Găurile negre supermasive care se află în centrele galaxiilor se pot aprinde atunci când sunt antrenate de gaz în timpul fuziunilor galactice. Pe măsură ce o gaură neagră gigantă se hrănește, jeturi colosale de materie trag din ea, dând naștere la ceea ce este cunoscut drept nucleu galactic activ. Conform teoriei, undele de șoc din aceste jeturi se încălzesc și dispersează rezervoarele de gaze reci în galaxii eliptice, împiedicând astfel formarea de noi stele.
NGC 3801 prezintă semne ale unui astfel de proces. Această galaxie este unică prin faptul că se observă în mod clar o fuziune a trecutului, iar valurile de șoc din jeturile găurii negre centrale au început să se răspândească de curând. Cercetătorii au folosit Galaxy Evolution Explorer pentru a determina vârsta stelelor galaxiei și a descifra istoria ei evolutivă. Observațiile ultraviolete arată că formațiunea de stele a NGC 3801 a apărut în ultimii 100 - 500 de milioane de ani, demonstrând că galaxia a început într-adevăr să lase în urmă anii săi tineri. Lipsa multor stele mari, noi, albastre, face ca NGC 3801 să arate gălbuie și roșiatică în lumină vizibilă și, astfel, la vârsta mijlocie.
Ce face ca galaxia să îmbătrânească și să facă mai puține stele? Stelele albastre de scurtă durată care s-au format imediat după ce s-au contopit cu o altă galaxie au explodat deja ca supernove. Datele de la Hubble Space Telescope ale NASA au relevat faptul că acele explozii stelare au declanșat o ieșire rapidă de gaz încălzit din regiunile centrale ale NGC 3801. Acea ieșire a început să alunge rezervele de gaz rece și, astfel, s-a redus în producția generală de stele a NGC 3801.
O anumită formare de stele se întâmplă încă în NGC 3801, așa cum se arată în lungimile de undă ultraviolete observate de Galaxy Evolution Explorer și în lungimile de undă în infraroșu detectate de Telescopul spațial Spitzer al NASA. Dar ultimul fulger al tinereții va fi în curând stins de valuri de șoc colosale din jeturile găurii negre, văzute în lumina cu raze X de către Observatorul de raze X al NASA. Aceste valuri explozive se îndreaptă spre exterior spre centrul galactic cu o viteză de aproape două milioane de mile pe oră (aproape 900 de kilometri pe secundă). Valurile vor atinge porțiunile exterioare ale NGC 3801 în aproximativ 10 milioane de ani, împrăștierea oricărui gaz rămas de hidrogen rămas și redând galaxia cu adevărat roșie și moartă.
Astronomii consideră că tranziția capturată mai devreme în cazul NGC 3801 - de la fuziunea galaxiilor bogate în gaze la ascensiunea unei eliptice cu aspect vechi - se întâmplă foarte repede pe scările de timp cosmice.
„Stingerea formării stelelor prin feedback de la nucleul galactic activ are loc probabil în doar un miliard de ani. Acest lucru nu este foarte lung în comparație cu vârsta de 10 miliarde de ani a unei mari galaxii tipice ”, a spus Hota. „Evenimentul exploziv al undei de șoc cauzat de gaura neagră centrală este atât de puternic încât poate schimba dramatic cursul viitor al evoluției unei întregi galaxii.”
Observații suplimentare pentru studiul luminii optice provin din Sloan Digital Sky Survey și la radio folosind Very Very Array în New Mexico.
Hota este astronom în Pune, India, a efectuat studiul în calitate de coleg de cercetare post-doctorală la Institutul de Astronomie și Astrofizică din Academia Sinica din Taipei, Taiwan.
