Letupan supernova dan jet lubang hitam mengerikan menghamburkan gas pembuatan bintang satu galaksi, mendorong transformasi dramatik dari pemuda galaksi spiral menjadi elips tua, menurut kajian baru galaksi yang baru bergabung. Gas sejuk, bahan api dari mana bintang baru terbentuk, sangat penting bagi pemuda dan semangat galaksi. Tetapi letupan supernova dapat memulakan penurunan pembentukan bintang, dan kemudian gelombang kejutan dari lubang hitam supermasif menyelesaikan pekerjaan, mengubah galaksi lingkaran menjadi elips "merah dan mati".
Ahli astronomi berpendapat bahawa mereka telah mengenal pasti galaksi yang baru digabungkan, NGC 3801, di mana kehilangan gas ini baru sahaja dilakukan. Dengan menggunakan pemerhatian ultraviolet dari Galaxy Evolution Explorer NASA (GALEX) dan sejumlah instrumen lain, penemuan baru mengisi jurang penting dalam pemahaman evolusi galaksi semasa.
"Kami telah menangkap galaksi dalam tindakan memusnahkan bahan bakar gasnya untuk bintang-bintang baru dan bergerak menuju menjadi jenis galaksi merah dan mati," kata Ananda Hota, pengarang utama makalah baru dalam Pemberitahuan Bulanan Astronomi Diraja Masyarakat. "Kami telah menemui bahagian penting untuk menghubungkan dan menyelesaikan teka-teki fasa evolusi galaksi ini."
Telah lama diketahui bahawa galaksi spiral yang kaya dengan gas seperti Bima Sakti kita bersatu untuk mencipta galaksi elips seperti yang diperhatikan dalam kajian ini. Galaksi besar dan bulat ini mempunyai formasi bintang yang sangat sedikit.
Lubang hitam supermasif yang berada di pusat galaksi dapat menyala apabila terbakar oleh gas semasa penggabungan galaksi. Sebagai lubang hitam raksasa memberi makan, jet materi kolosal keluar dari dalamnya, menimbulkan apa yang dikenali sebagai nukleus galaksi aktif. Menurut teori, gelombang kejutan dari jet ini memanaskan dan menyebarkan takungan gas sejuk di galaksi elips, sehingga menghalang bintang-bintang baru terbentuk.
NGC 3801 menunjukkan tanda-tanda proses sedemikian. Galaksi ini unik kerana bukti penggabungan masa lalu dapat dilihat dengan jelas, dan gelombang kejutan dari jet lubang hitam tengah mula menyebar baru-baru ini. Para penyelidik menggunakan Galaxy Evolution Explorer untuk menentukan usia bintang-bintang galaksi dan menguraikan sejarah evolusinya. Pemerhatian ultraviolet menunjukkan bahawa pembentukan bintang NGC 3801 telah merosot sejak 100 hingga 500 juta tahun terakhir, menunjukkan bahawa galaksi memang mulai meninggalkan masa mudanya. Kekurangan banyak bintang biru besar dan baru menjadikan NGC 3801 kelihatan kekuningan dan kemerahan dalam cahaya yang kelihatan, dan dengan itu pertengahan umur.
Apa yang menyebabkan galaksi bertambah tua dan membuat lebih sedikit bintang? Bintang biru berumur pendek yang terbentuk sejurus ia bergabung dengan galaksi lain telah meletup sebagai supernova. Data dari Teleskop Angkasa Hubble NASA menunjukkan bahawa letupan bintang tersebut telah mencetuskan aliran keluar gas pemanas yang cepat dari wilayah pusat NGC 3801. Aliran keluar itu telah mula membuang simpanan gas sejuk, dan dengan itu memotong pembuatan bintang NGC 3801 secara keseluruhan.
Sebilangan pembentukan bintang masih berlaku di NGC 3801, seperti yang ditunjukkan pada panjang gelombang ultraviolet yang diperhatikan oleh Galaxy Evolution Explorer, dan dalam panjang gelombang inframerah yang dikesan oleh Spitzer Space Telescope NASA. Tetapi kerlipan terakhir pemuda itu akan segera dipadamkan oleh gelombang kejutan besar dari jet lubang hitam, yang dilihat dalam sinar-X oleh Observatorium Chandra X-ray NASA. Gelombang letupan ini bergegas keluar dari pusat galaksi dengan kecepatan hampir dua juta batu sejam (hampir 900 kilometer sesaat). Gelombang akan sampai ke bahagian luar NGC 3801 dalam kira-kira 10 juta tahun, menghamburkan sisa-sisa gas hidrogen sejuk dan menjadikan galaksi benar-benar merah dan mati.
Ahli astronomi berpendapat peralihan yang dilakukan sejak awal dalam kes NGC 3801 - dari penggabungan galaksi kaya gas hingga munculnya elips yang kelihatan lama - berlaku dengan cepat pada skala waktu kosmik.
"Pemadaman pembentukan bintang dengan maklum balas dari nukleus galaksi aktif mungkin berlaku hanya dalam satu miliar tahun. Itu tidak lama jika dibandingkan dengan usia galaksi besar yang biasa berusia 10-bilion tahun, ”kata Hota. "Kejadian gelombang kejut yang meletup yang disebabkan oleh lubang hitam tengah sangat kuat sehingga dapat secara dramatis mengubah arah evolusi keseluruhan galaksi di masa depan."
Pemerhatian tambahan untuk kajian cahaya optik berasal dari Sloan Digital Sky Survey dan di radio menggunakan Array Sangat Besar di New Mexico.
Hota adalah ahli astronomi di Pune, India, melakukan kajian itu sebagai penyelidik pasca doktoral di Institut Astronomi & Astrofizik di Academia Sinica di Taipei, Taiwan.
