Ledakan Supernova dan semburan lubang hitam raksasa menghamburkan gas pembuatan bintang dari satu galaksi, menggerakkan transformasi dramatis dari anak muda galaksi spiral menjadi elips tua, menurut sebuah penelitian baru terhadap galaksi yang baru saja digabungkan. Gas dingin, bahan bakar yang membentuk bintang-bintang baru, sangat penting bagi generasi muda dan kekuatan galaksi. Tapi ledakan supernova dapat memulai penurunan formasi bintang, dan kemudian gelombang kejut dari lubang hitam supermasif menyelesaikan pekerjaan, mengubah galaksi spiral menjadi elips "merah dan mati".
Para astronom berpikir mereka telah mengidentifikasi galaksi yang baru saja digabungkan, NGC 3801, tempat hilangnya gas ini baru saja terjadi. Menggunakan pengamatan ultraviolet dari Galaxy Evolution Explorer (GALEX) milik NASA dan sejumlah instrumen lainnya, temuan baru ini mengisi celah penting dalam pemahaman terkini tentang evolusi galaksi.
"Kami telah menangkap sebuah galaksi saat menghancurkan bahan bakar gasnya untuk bintang-bintang baru dan berbaris menuju galaksi tipe merah dan mati," kata Ananda Hota, penulis utama makalah baru dalam Pemberitahuan Bulanan Royal Astronomical. Masyarakat. "Kami telah menemukan bagian penting yang hilang untuk menghubungkan dan memecahkan teka-teki fase evolusi galaksi ini."
Sudah lama diketahui bahwa galaksi spiral kaya gas seperti Galaksi Bima Sakti kita bersama-sama menciptakan galaksi elips seperti yang diamati dalam penelitian ini. Galaksi-galaksi besar dan bulat ini memiliki formasi bintang yang sangat sedikit.
Lubang hitam supermasif yang berada di pusat galaksi dapat menyala ketika dibesar-besarkan oleh gas selama merger galaksi. Saat sebuah lubang hitam raksasa memberi makan, semburan materi raksasa keluar darinya, sehingga menimbulkan apa yang dikenal sebagai nukleus galaksi aktif. Menurut teori, gelombang kejut dari jet-jet ini memanas dan menyebarkan reservoir gas dingin di galaksi elips, sehingga mencegah bintang-bintang baru terbentuk.
NGC 3801 menunjukkan tanda-tanda dari proses semacam itu. Galaksi ini unik karena bukti merger masa lalu terlihat jelas, dan gelombang kejut dari jet black hole pusat sudah mulai menyebar baru-baru ini. Para peneliti menggunakan Explorer Evolusi Galaxy untuk menentukan usia bintang-bintang galaksi dan menguraikan sejarah evolusinya. Pengamatan ultraviolet menunjukkan bahwa pembentukan bintang NGC 3801 telah mereda selama 100 hingga 500 juta tahun terakhir, menunjukkan bahwa galaksi memang telah mulai meninggalkan masa mudanya. Kurangnya banyak bintang biru besar dan baru membuat NGC 3801 terlihat kekuningan dan kemerahan dalam cahaya tampak, dan dengan demikian setengah baya.
Apa yang menyebabkan galaksi menua dan membuat lebih sedikit bintang? Bintang biru berumur pendek yang terbentuk tepat setelah bergabung dengan galaksi lain telah meledak sebagai supernova. Data dari Teleskop Luar Angkasa Hubble NASA mengungkapkan bahwa ledakan bintang itu telah memicu keluarnya gas panas dengan cepat dari daerah pusat NGC 3801. Aliran keluar itu mulai membuang cadangan gas dingin, dan dengan demikian memotong keseluruhan bintang NGC 3801.
Beberapa formasi bintang masih terjadi di NGC 3801, seperti yang ditunjukkan dalam panjang gelombang ultraviolet yang diamati oleh Galaxy Evolution Explorer, dan dalam panjang gelombang inframerah yang terdeteksi oleh Spitzer Space Telescope milik NASA. Tapi kerlipan terakhir pemuda itu akan segera padam oleh gelombang kejut kolosal dari jet black hole, terlihat dalam sinar-X oleh Observatorium Sinar-X NASA. Gelombang ledakan ini mengalir keluar dari pusat galaksi dengan kecepatan hampir dua juta mil per jam (hampir 900 kilometer per detik). Gelombang akan mencapai bagian terluar NGC 3801 dalam waktu sekitar 10 juta tahun, menyebarkan gas hidrogen dingin yang tersisa dan membuat galaksi benar-benar merah dan mati.
Para astronom berpikir transisi yang terjadi sejak awal dalam kasus NGC 3801 - dari penggabungan galaksi yang kaya gas hingga munculnya elips yang tampak lama - terjadi sangat cepat pada skala waktu kosmik.
"Pendinginan pembentukan bintang dengan umpan balik dari inti galaksi aktif mungkin terjadi hanya dalam satu miliar tahun. Itu tidak terlalu lama dibandingkan dengan usia 10 miliar tahun dari galaksi besar yang khas, ”kata Hota. "Peristiwa gelombang kejut ledakan yang disebabkan oleh lubang hitam pusat sangat kuat sehingga secara dramatis dapat mengubah arah masa depan evolusi seluruh galaksi."
Pengamatan tambahan untuk studi dalam cahaya optik berasal dari Sloan Digital Sky Survey dan di radio menggunakan Very Large Array di New Mexico.
Hota adalah seorang astronom di Pune, India, melakukan penelitian sebagai peneliti pasca-doktoral di Institut Astronomi & Astrofisika di Academia Sinica di Taipei, Taiwan.
