V dvajsetih letih prejšnjega stoletja je Edwin Hubble preučeval na stotine galaksij. Ugotovil je, da običajno spadajo v nekaj širokih vrst. Nekatere so vsebovale elegantne spirale svetlih zvezd, druge pa so bile sferične ali eliptične z malo ali brez notranje strukture. Leta 1926 je razvil klasifikacijsko shemo za galaksije, danes znano kot Hubblove vilice za uglasitev.
Hubblov diagram uglaševalnih vilic za galaksije. Zasluge: Edwin Hubble
Ko pogledate Hubblovo shemo, nakazuje evolucijo galaksij, ki se začne kot eliptična galaksija, nato pa se splošči in premakne v spiralno galaksijo. Medtem ko so mnogi to videli kot razumen model, je Hubble posvaril pred prehitrimi sklepi. Zdaj vemo, da se eliptične oblike ne razvijejo v spirale, razvoj galaksij pa je zapleten. Toda Hubblova shema pomeni začetek poskusa razumevanja, kako galaksije rastejo, živijo in umirajo.
Ena od stvari, ki so se jih astronomi naučili od Hubbla, je, da je galaktična evolucija manj vezana na obliko in bolj na nastanek zvezd. Galaksije v procesu ustvarjanja zvezd imajo regije svetlo modrih zvezd. Ker velike modre zvezde v vesoljskem merilu ne živijo dolgo, njihova prisotnost kaže na nedavno nastanek zvezd. Galaksije so proti koncu svojega življenja napolnjene z zatemnjenimi rdečimi zvezdami. Rdeče pritlikave zvezde imajo najdaljšo življenjsko dobo, zato so vse, kar ostane, ko galaksija postane neaktivna. Med tema dvema obdobjema je prehodno obdobje, znano kot zelena doba.
Različne vrste galaksij v modri, zeleni in rdeči dobi. Zasluge: Galaxy Zoo
Ker so eliptične, spiralne in nepravilne galaksije lahko vse v modri, zeleni ali rdeči dobi, je jasno, da galaktična struktura ne spodbuja proizvodnje zvezd. Namesto tega se zdi, da so glavni gonilnik črne luknje. Večina galaksij v svojih središčih vsebuje supermasivno črno luknjo. Te črne luknje povzročajo nabiranje plina in prahu okoli galaktičnega središča, kar lahko sproži nastanek novih zvezd. Toda ko supermasivne črne luknje zaužijejo bližnjo snov in vstopijo v aktivno obdobje, lahko odganjajo plin in prah iz galaksije, kar ugasne proizvodnjo zvezd.
Nova študija obravnava to interakcijo med črnimi luknjami in proizvodnjo zvezd ter predstavlja zanimivo teorijo o tem, kako in zakaj galaksije umrejo. Študija je uporabila podatke iz raziskave Cosmic Assembly Near-infrardeče Deep Extragalactic Legacy Survey (CANDELS), ki je največja raziskava galaksij doslej. Raziskovalna skupina je ugotovila, da imajo bolj razpršene galaksije, kot je Rimska cesta, daljša obdobja proizvodnje zvezd kot bolj kompaktne galaksije. To velja tudi, če imata dve galaksiji enako skupno maso.
Čeprav je to smiselno, je bila presenetljiva ugotovitev, da je ta povezava povezana z gostoto osrednjega območja galaksije. Bolj razpršene galaksije potrebujejo več časa, da njihovo osrednje območje doseže kritično gostoto, in prav pri tej kritični gostoti proizvodnja zvezd pade. Ker je osrednja gostota galaksije dobro merilo velikosti njene supermasivne črne luknje, ta ugotovitev podpira model 'povratne informacije' galaktične evolucije.
Diagram, ki prikazuje novo teorijo galaktične evolucije. Zasluge: Sandra Faber/Sofia Quiros/SDSS
Po tej teoriji galaktično evolucijo poganja osrednja črna luknja. Ko se črna luknja oblikuje, se z njo oblikuje gosto osrednje območje. Toda ko se črna luknja povečuje, segreje osrednje območje do točke, kjer se plin in prah odrivata, s čimer se galaksiji odstrani material, ki ga potrebuje za ustvarjanje novih zvezd. V majhnih, gostih galaksijah se ta prehod zgodi hitro, medtem ko se v velikih, razpršenih galaksijah zgodi počasneje.
Čeprav je treba opraviti več raziskav, se zdi ta povratna zanka najverjetnejša. Tako se zdi, da medtem ko supermasivne črne luknje rojevajo galaksije, polne zvezd, galaksije potisnejo tudi k njihovemu zatemnjenemu in rdečemu propadu.
Referenca:Chen, Zhu in drugi.' Gašenje kot tekmovanje med galaksičnimi haloji in njihovimi osrednjimi črnimi luknjami .'The Astrophysical Journal897,1 (2020): 102.
