NGC 3801

 

NGC 3801에게 남아 있는 시간은 점점 줄어들고 있다.
사진은 적외선부터 라디오파에 이르기까지 모든 스팩트럼에서 촬영한 NGC 3801의 이미지를 합성한 것이다. 

 

NASA의 은하진화탐사위성(GALEX, Galaxy Evolution Explorer)과 다른 일련의 관측장비들이
새로운 별들을 위해 필요한 차가운 가스 연료를 파괴하고 있는 NGC 3801을 촬영하는데 협력하였다.

 

천문학자들은 이것이 왕성한 활동력을 가진 나선은하으로부터

이미 오래전에 별의 생성이 끊긴 타원은하로 바뀌기 시작하는 표시로 추측하고 있다. 

 

은하의 모든 별들은 SDSS(the Sloan Digital Sky Survey)로 촬영한 가시광선 데이터에서 노란색으로 빛나고 있다.

NGC 3801이 전방위적으로 타원은하의 모습을 띠기 시작한것에 주목하라.
이러한 특징적인 모습은 나선은하들의 충돌이후 형성되는 모습으로 추측하고 있다.

NGC 3801에서는 여전히 별의 형성이 계속되고 있는데,
이 부분은 GALEX로 관측된 자외선 데이터에서 파란색으로 보이고 있다.
그리고 먼지원반은 NASA의 스피처 우주망원경의 적외선 데이터로 촬영되었으며 붉은 색으로 나타나 있다.

 

이론에 의하면, 이처럼 계속되는 별의 생성은
NGC 3801의 중앙에 위치하는 거대 블랙홀로부터 발산되는 두 개의 강력한 제트의 충격파로 가라앉게 될 것이다.

이 제트들이 복사하는 라디오파가 초록색으로 보이고 있다.

나뭇잎을 불어없애버리듯이 이 제트의 팽창하는 충격파가

NGC 3801에서 새로운 별들을 만들어내는 차가운 잔여 가스들을 모두 날려없애버릴 것이다.

 

이 은하는 결국 오래된 붉은 색의 별들이 가득 들어차고 그 어떤 새로운 어린 별도 탄생하지 않는,

천문학자들의 표현에 의하면 "붉은 색의 죽은(red and dead)"은하가 될 것이다.

GALEX가 쵤영한 근자외선 데이터는 230나노미터 파장으로 푸른색으로 식별되어 있으며
SDSS가 촬영한 가시광선 데이터는 469나노미터 파장으로 노란색으로 식별되어 있다.

8마이크론 파장의 스피처 우주망원경이 촬영한 데이터는 붉은색으로,
그리고 VLA(NRAO's Very Large Array)가 촬영한 라디오 복사는 20센티미터 파장으로 초록색으로 중첩되어 있다.

 

NGC 3801의 성장과 몰락의 타임라인

 

(1)  천문학자들은 NGC 3801이 10억년 전, 새로운 별들을 만들어내는 두 개의 젊은 나선은하가
      직각으로 교차 충돌하면서 만들어진 것으로 추측하고 있다.  
   
(2)  이러한 충돌은 남북방향으로 회전하는 은하핵과, 이에 반해 동서 방향으로 회전하는 은하원반을 남기게 되었다. 
   
(3) 충돌의 와중에 가스와 먼지들이 서로 마찰되고 충돌, 합병되면서 3억년 전 언저리까지 새로운 별들을 생성하는 폭발이 발생했다.
     짧은 수명을 가진 거대한 별들이 수백만년 만에 초신성으로 폭발했고 이들 폭발로부터 발생한 폭풍과 충격파들이 

     새로운 별들을 만드는데 필요한 차가운 가스들을 없애버렸다.
     따라서 새로운 별들의 탄생이 점차 줄어들기 시작했다.
   
(4) 약 5백만년 전 쯤, 거대 질량의 블랙홀이 NGC 3801의 중앙에서 활동하기 시작했고
     주위의 물질들이 초고속으로 움직이는 입자의 제트로 외부로 날려졌다. 
     오늘날 우리는 은하원반의 회전에 의해 'S' 모양을 하고 있는 구부러진 두개의 제트를 보고 있다. 
     블렉홀로부터 분출되는 더 강력한 제트가 약 1, 2 백만년 전부터 나타나기 시작했으나 아직 은하 핵으로 합병되지 않았다.
   
(5)  다음 백만년동안, 더 강력한 제트가 충격파를 NGC 3801 은하원반에 발산할 것이다.

      그래서 남겨진 가스와 먼지들이 은하 바깥으로 쓸려나가거나 밀려나갈 것이다.
    
(6)  약 1천만년 정도가 지나면 충격파의 팽창에 의해

      NGC 3801에 남아 있는 차가운 가스들이 모두 사라질 것이고  새로운 별의 생성 역시 중단될 것이다. 
      결국 NGC 3801은 늙고 붉은 별들로 가득찬 '붉은 색의 죽은' 타원은하로 변할 것이다.

 

 
 

출처 : NASA 제트추진연구소(JPL, Jet Propulsion Laboratory) Photo Journal
         http://photojournal.jpl.nasa.gov/catalog/PIA15419

 

원문>

PIA15419: The Beginning of the End of Star Formation

Original Caption Released with Image:

Time is running out for the galaxy NGC 3801, seen in this composite image combining light from across the spectrum, ranging from ultraviolet to radio. NASA's Galaxy Evolution Explorer and other instruments have helped catch the galaxy NGC 3801 in the act of destroying its cold, gaseous fuel for new stars. Astronomers believe this marks the beginning of its transition from a vigorous spiral galaxy to a quiescent elliptical galaxy whose star-forming days are long past.

Visible light from the Sloan Digital Sky Survey is seen in yellow shining from all of the galaxy's stars. Notice that NGC 3801 is starting to possess a broadly elliptical shape, the characteristic shape a galaxy assumes after forming from a merger of spiral galaxies. Some star formation is still taking place in NGC 3801, as shown in the ultraviolet by the Galaxy Evolution Explorer (colored blue), and in the dusty disk revealed in infrared light by NASA's Spitzer Space Telescope (red).

According to theory, that lingering star formation will soon be quenched by shock waves from two powerful jets shooting out of NGC 3801's central giant black hole. Radio emissions from those jets appear in this image in green. Like a cosmic leaf blower, the jets' expanding shock waves will blast away the remaining cool star-making gas in NGC 3801. The galaxy will become "red and dead," as astronomers say, full of old, red stars and lacking in any new stellar younglings.

Near-ultraviolet light from the Galaxy Evolution explorer at a wavelength of 230 nanometers is rendered in blue, while visible light at 469 nanometers from Sloan is displayed in yellow. Infrared light at 8 microns from Spitzer is red, and radio emission at 20 centimeters from NRAO's Very Large Array is overlaid in green.

 

Timeline of the Rise and Fall of NGC 3801

Astronomers believe they have caught the galaxy NGC 3810 at a critical point in its history, just as it is making the transition from a vigorous spiral galaxy to a quiescent elliptical galaxy whose star-forming days are long past. This diagram sketches out the stages leading up to its current observed state and beyond.(1) Astronomers think the galaxy NGC 3801 formed around a billion years ago when two young, star-making spiral galaxies, perpendicular to one another, collided.(2) The remnant of this merger possessed a central core rotating in a "north-south" direction compared to the "east-west" direction of the surrounding disk. (3) The mashing together of gas and dust during the collision and merger unleashed a burst of star formation around 300 million years ago. The shortest-lived, biggest stars blew up in a few million years as supernovae. Winds and shocks from these explosions dissipated some of the cold gas in the galaxy needed to form new stars. Star formation began to decline in NGC 3801 accordingly. (4) Around five million years ago, the supermassive black hole at NGC 3801's core started to flare up, sending out jets of fast-moving particles from the surrounding material. Today we see the twin jets bent into an "S" shape from the rotation of the galactic disk. More powerful jets from the black hole appear to have started up in the past one or two million years but have not yet emerged from the galaxy's core.(5) In the next few million years, the stronger jets will send out shock waves into the disk of NGC 3801. The remaining gas and dust will be swept up and pushed out of the galaxy. (6) In about 10 million years or so, the expanding shock waves will have cleared out the remaining cold gas in NGC 3801 and star formation will cease. NGC 3801 will have transformed into an elliptical "red and dead" galaxy, full of old, red stars.