Считается, что все массивные галактики в своих центрах содержат сверхмассивную черную дыру, которая постоянно растет, собирая в себя вещество из окружающей среды. Согласно общепринятым представлениям, такая черная дыра растет во время развития ее родной галактики. Возможно, происходит это потому, что эволюция галактики включает в себя аккрецию вещества, например, в результате слияния галактик.
Снимок поля галактики в созвездии Волопас (с Луной для сравнения размеров в поле зрения). Снимок сделан космическим телескопом «Чандра» © X-ray: NASA / CXC / CfA / R.Hickox et al.; Moon: NASA / JPL
Такая общая картина поддерживается двумя линиями данных. Пиковая активность аккреции может быть измерена посредством наблюдений ядерной активности, и она совпадает с пиковой активностью звездообразования во вселенной примерно через десять миллиардов лет после Большого взрыва. Звездообразование связано с возмущениями, которые возбуждают газ и инициируют аккрецию. Локальная вселенная также показывает тесную корреляцию между массой сверхмассивной черной дыры, массой выпуклости ее родной галактики и скоростями звезд.
Эти методы (хотя и с более слабым подтверждением) могут аналогичным образом использоваться и для определения размеров сверхмассивных черных дыр в галактиках молодой вселенной. В результате рост сверхмассивной черной дыры и рост ее собственной галактики являются процессом параллельного развития. На самом деле кажется, что процессы взаимно регулируются с течением времени, кардинально влияя на размеры галактик и сверхмассивных черных дыр, которые мы наблюдаем сегодня.
Как рост центральной черной дыры, так и собственно образование звезд подпитываются количествами молекулярных газов и пыли, которые можно отследить по инфракрасным выбросам, исходящим от пыли. Частички пыли, нагретые излучением молодых звезд и аккрецией активного галактического ядра, создают сильное излучение в инфракрасном диапазоне. Поскольку активность главного галактического ядра также создает рентгеновские лучи, считается, что активные галактические ядра должны обеспечивать сильные выбросы пыли и что рентгеновские и инфракрасные излучения должны коррелировать.
Астроном Моджеган Азади из Гарвард-Смитсоновского центра астрофизики (CfA) был участником команды, которая изучала 703 галактики с активными сверхмассивными черными дырами, используя рентгеновские данные телескопа «Чандра» и инфракрасные данные телескопов «Спитцер» и «Гершель». Это стало до сих пор самой большой выборкой, на которой проводилось такое сравнение. Хотя команда обнаружила тенденцию, которая во многих случаях согласовывалась с соотношением инфракрасной и рентгеновской активности, исследователи не нашли никакого соответствия, сравнивая ее с инфракрасным (не рентгеновским) излучением активного ядра галактики.
Поскольку инфракрасное излучение активного галактического ядра происходит в основном из пыльного излучающего кольца вокруг сверхмассивной черной дыры, различие может указывать на роль угла, под которым мы смотрим на это кольцо. Эти результаты помогают уточнить современные модели активных центральных галактических ядер. Но авторы исследования подчеркивают, что более чувствительные, более глубокие наблюдения должны в будущем позволить лучше объяснить физические процессы, происходящие в активном ядре галактики.
