Вибухи наднової та струмені чудовисько-чорної діри розсіюють газ однієї галактики, який створює зірки, викликаючи різке перетворення від спіральної галактичної молоді до літньої еліптичної, згідно з новим дослідженням нещодавно об'єднаної галактики. Прохолодний газ, паливо, з якого утворюються нові зірки, є важливим для молоді та енергійності галактики. Але вибухи наднових можуть почати занепад утворення зірок, і тоді ударні хвилі з надмасивної чорної діри закінчують роботу, перетворюючи спіральні галактики на «червоні та мертві» еліптики.
Астрономи вважають, що вони виявили нещодавно об'єднану галактику - NGC 3801, де ця втрата газу щойно відбулася. Використовуючи ультрафіолетові спостереження з НАСА Galaxy Evolution Explorer (GALEX) та безліч інших інструментів, нові результати заповнюють важливий пробіл у сучасному розумінні еволюції галактики.
"Ми спіймали галактику в акті знищення її газоподібного палива для нових зірок і крокуючи до того, щоб бути галактикою червоного і мертвого", - сказала Ананда Хота, провідний автор нової статті в "Щомісячних повідомленнях Королівського астрономічного" Суспільство. "Ми знайшли вирішальну відсутність для вирішення загадки цієї фази еволюції галактики".
Давно відомо, що спіральні галактики, багаті газом, як наш Чумацький Шлях, розбиваються разом, щоб створити еліптичні галактики, такі, як спостерігали у дослідженні. Ці великі круглі галактики мають дуже мало зіркового утворення.
Надмасивні чорні діри, що знаходяться в центрах галактик, можуть спалахувати при поглинанні газу під час галактичних злиття. Коли живиться гігантська чорна діра, колосальні струмені речовини вистрілюють з неї, породжуючи те, що відомо як активне галактичне ядро. Згідно теорії, ударні хвилі від цих струменів нагріваються та розсіюють резервуари холодного газу в еліптичних галактиках, тим самим заважаючи формувати нові зірки.
NGC 3801 показує ознаки такого процесу. Ця галактика унікальна тим, що чітко видно докази минулого злиття, а ударні хвилі від струменів центральної чорної діри почали поширюватися зовсім недавно. Дослідники використовували Провідник еволюції Галактики, щоб визначити вік зірок галактики та розшифрувати її еволюційну історію. Ультрафіолетові спостереження показують, що утворення зірок NGC 3801 виникла протягом останніх 100 - 500 мільйонів років, демонструючи, що галактика справді почала залишати позаду свої юнацькі роки. Відсутність багатьох великих, нових, блакитних зірок робить NGC 3801 у видимому світлі жовтуватим і червонуватим, а значить, середнього віку.
Що змушує галактику старіти і робити менше зірок? Недовговічні сині зірки, що утворилися одразу після того, як вона злилася з іншою галактикою, вже вибухнули як наднові. Дані космічного телескопа Хаббла NASA показали, що ці зоряні вибухи спричинили швидкий відтік нагрітого газу з центральних районів NGC 3801. Цей відтік почав виганяти запаси холодного газу і, таким чином, перетворився на загальну кількість зірок NGC 3801.
Деякі утворення зірок все ще відбуваються в NGC 3801, як показано на ультрафіолетових довжинах хвиль, що спостерігаються в Galaxy Evolution Explorer, і в інфрачервоних довжинах хвиль, виявлених космічним телескопом Spitzer NASA. Але цей останній мерехтіння молодості незабаром згасне колосальними ударними хвилями від струменів чорної діри, що їх побачив у рентгенівському світлі рентгенівська обсерваторія Чандра НАСА. Ці вибухові хвилі вискакують назовні від галактичного центру зі швидкістю майже два мільйони миль на годину (майже 900 кілометрів в секунду). Хвилі дістануться до зовнішніх частин NGC 3801 приблизно за 10 мільйонів років, розкидаючи залишки прохолодного водню і роблячи галактику справді червоною і мертвою.
Астрономи вважають, що перехід, що охопився на ранніх етапах у випадку з NGC 3801 - від злиття багатих на газ галактик до підйому старовинного еліптика - відбувається дуже швидко на космічних масштабах часу.
«Гасіння утворення зірок за допомогою зворотного зв’язку з активного галактичного ядра, мабуть, відбувається всього за мільярд років. Це не дуже давно порівняно з 10-мільярдним віком типової великої галактики ", - сказав Хота. "Вибухонебезпечна ударна хвиля, спричинена центральною чорною дірою, настільки потужна, що може різко змінити майбутній хід еволюції цілої галактики".
Додаткові спостереження для дослідження оптичного світла надходять із опитування цифрового неба Sloan та в радіо, використовуючи дуже великий масив у Нью-Мексико.
Хота - астроном в Пуні, Індія, провів дослідження в якості докторантського наукового співробітника Інституту астрономії та астрофізики в Academia Sinica, Тайвань, Тайвань.
