Även om det bara kan observeras genom slutledning, är förekomsten av supermassiva svarta hål (SMBH) i centrum av de flesta – om inte alla – galaxer en övertygande teori som stöds av en rad indirekta observationsmetoder. Inom dessa datakällor finns det ett starkt samband mellan massan av den galaktiska utbuktningen av en galax och massan av dess centrala SMBH – vilket betyder att mindre galaxer har mindre SMBH och större galaxer har större SMBH.
Kopplat till detta fynd är föreställningen att SMBH kan spela en inneboende roll i galaxbildning och evolution - och kan till och med ha varit det första steget i bildandet av de tidigaste galaxerna i universum, inklusive proto-Vintergatan.
Nu finns det ett antal betydande antaganden inbyggda i denna tankegång, eftersom massan av en galaktisk utbuktning i allmänhet härleds från hastighetsspridningen av dess stjärnor – medan närvaron av supermassiva svarta hål i mitten av sådana utbuktningar härleds från den mycket snabba radiella rörelsen hos inre stjärnor – åtminstone i närmare galaxer där vi kan observera enskilda stjärnor.
För galaxer som är för långt borta för att kunna observera enskilda stjärnor – antas hastighetsspridningen och närvaron av ett centralt supermassivt svart hål båda – utifrån vad vi har lärt oss från närmare galaxer, såväl som från direkta observationer av breda emissionslinjer – som är tolkas som produkten av mycket snabb omloppsrörelse av gas runt en SMBH (där 'breddningen' av dessa linjer är ett resultat av Dopplereffekten).
Men trots de antaganden som bygger på antaganden i detta arbete, fortsätter pågående observationer att stödja och därmed stärka den teoretiska modellen. Så, med allt detta sagt – det verkar troligt att, snarare än att utarma sin galaktiska utbuktning för att växa, växer både en SMBH och den galaktiska utbuktningen av dess värdgalax samtidigt.
Det spekuleras i att de tidigaste galaxerna, som bildades i ett mindre, tätare universum, kan ha börjat med den snabba ansamlingen av gas och stoft, som utvecklades till massiva stjärnor, som utvecklades till svarta hål – som sedan fortsatte att växa snabbt i storlek p.g.a. till mängden omgivande gas och damm som de kunde ansamla.
Avlägsna kvasarer kan vara exempel på sådana objekt som har vuxit till en galaktisk skala. Denna tillväxt blir dock självbegränsande när strålningstrycket från en SMBH:s ackretionsskiva och dess polära strålar blir tillräckligt intensiva för att trycka ut stora mängder gas och damm utanför den växande SMBH:s inflytandesfär. Det spridda materialet innehåller rester av rörelsemängd för att hålla det i en kretsande gloria runt SMBH och det är i dessa yttre regioner som stjärnbildning kan äga rum. Således uppnås en dynamisk balans där ju mer material en SMBH äter, desto mer överskottsmaterial blåser den ut – vilket bidrar till tillväxten av galaxen som bildas runt den.
Den nästan linjära korrelationen mellan SMBH-massan (M) och hastighetsspridningen (sigma) för den galaktiska utbuktningen ('M-sigma-relationen') antyder att det pågår någon form av samevolution mellan en SMBH och dess värdgalax. Det enda sättet som en SMBH kan bli större är om dess värdgalax blir större - och vice versa. Det vänstra diagrammet visar datapunkter som härrör från olika objekt i en galax - det högra diagrammet visar datapunkter som härrör från olika typer av galaxer. Kredit: Tremaine et al. (2002).
För att ytterligare undersöka utvecklingen av förhållandet mellan SMBHs och deras värdgalaxer - Nesvadba et al tittade på en samling mycket rödförskjutna (och därmed mycket avlägsna) radiogalaxer (eller HzRG). De spekulerar i att deras utvalda grupp av galaxer har nått en kritisk punkt – där matningsvansinnet hos SMBH blåser ut ungefär lika mycket material som det tar in – en punkt som förmodligen representerar gränsen för den aktiva tillväxten av SMBH och dess värdgalax.
Från den punkten kan sådana galaxer växa ytterligare genom kannibalistisk sammanslagning – men detta kan återigen leda till en samutveckling av galaxen och SMBH – eftersom mycket av innehållet i galaxen som äts förbrukas i stjärnbildning inom festgalaxens disk och utbuktning, innan det som är kvar kommer igenom för att mata den centrala SMBH.
Andra författare (t.ex. Schulze och Gebhardt ), även om det inte ifrågasätts det allmänna konceptet, föreslår det att alla mätningar är lite ute på grund av att mörk materia inte har införlivats i den teoretiska modellen. Men det är en annan historia...
Vidare läsning:Nesvadba et al. Radiogalaxernas svarta hål under 'Quasar Era': massor, ackretionshastigheter och utvecklingsstadium .