Сверхмассивные черные дыры существуют в центре практически любой галактики. В отличие от черных дыр, возникающих при коллапсе звезд, их масса в несколько миллионов раз больше солнечной. Они периодически поглощают звезды, другие небесные тела и газ, и выбрасывают часть захваченной материи в виде джетов — пучков разогретой плазмы, движущихся с околосветовой скоростью.

Австралийские астрономы Алистэр Грэхэм (Alister Graham) и Николас Скотт (Nicholas Scott) из Технологического университета Суинберн в городе Хауторн (Австралия) наблюдали за сверхмассивными черными дырами в центрах далеких галактик, определяя их массы и сравнивая их с аналогичными значениями для других «звездных мегаполисов».

Центр каждой галактики содержит в себе большое количество свободного газа, часть из которого расходуется на формирование новых звезд, а остаток поглощается черной дырой. Долгое время ученые считали, что это соотношение является своеобразной константой и не зависит от массы галактики. Благодаря этому вес черной дыры можно вычислить, зная массу галактики, и наоборот.

Грэхэм и Скотт выяснили, что это представление не является корректным, изучив данные, собранные орбитальной обсерваторией «Хаббл» и наземными телескопами Кека и VLT.

Сравнив массу черных дыр в больших и малых галактиках, ученые с удивлением обнаружили, что черные дыры в гигантских «звездных мегаполисах» были гораздо крупнее, чем предсказывала теория.

«Теперь мы знаем, что каждое десятикратное увеличение массы галактики сопровождается гораздо большим, 100-кратным, ростом массы черной дыры. Это открытие несет за собой весьма серьезные последствия для нашего понимания того, как совместно эволюционируют галактики и сверхмассивные черные дыры», — пояснил Грэхэм.

По словам исследователей, данный феномен объясняется тем, что черные дыры наращивают свои «аппетиты» и сферу притяжения по мере роста их массы. Благодаря этому в небольших галактиках, где нет сверхмассивных черных дыр или они обладают «умеренными» аппетитами, много больших и плотных звездных скоплений в их центре.

«Чем меньше галактика, тем больше доля звезд в этих относительно компактных и плотных скоплениях. В небольших галактиках совокупная масса подобных “звездных семей”, которые могут содержать около миллиона звезд, значительно превышает вес черной дыры», — добавил Скотт.

Авторы статьи полагают, что дальнейшее изучение сверхмассивных черных дыр и их менее крупных «кузенов» с промежуточной массой поможет подтвердить их выводы. В случае успеха подобных наблюдений ученым придется пересмотреть современные представления о том, что происходит в центре галактик и какие процессы влияют на рост черных дыр в их центрах.