Співробітники Державного університету Пенсільванії провели глобальний аналіз зростання надмасивних чорних дір, використовуючи дані рентгенівських обсерваторій і моделювання.
Дослідження показало, що за останні 12 млрд років ці об’єкти набрали близько 90% своєї маси. Однак, як вони набрали перші 10% маси в ранньому Всесвіті, поки що залишається загадкою.
Надмасивні чорні діри (НМЧД), маса яких перевищує мільйон сонячних, зростають через акрецію речовини і злиття з іншими чорними дірами. Акрецію можна відстежувати за інтенсивністю рентгенівського випромінювання, яке випускає розігрітий газ в акреційному диску. Цей газ, потрапляючи на полюси СМЧД, викидає енергію разом зі струменем речовини, і рентгенівські обсерваторії фіксують цей процес. На підставі цих даних учені розрахували, що СМЧД у середньому набирають близько однієї сонячної маси на рік.
Злиття чорних дір складніше виміряти безпосередньо, але вчені спостерігають процеси злиття галактик, у центрах яких розташовані СМЧД. Статистичне моделювання дає змогу оцінити, що злиття призводять до приросту маси СМЧД на одну сонячну масу кожні кілька десятиліть.
Ці процеси пояснюють 90% маси, набраної СЧД за останні 12 мільярдів років. Однак, як вони набрали перші 10% маси в перші 1,8 млрд років після Великого вибуху, поки невідомо. Дослідження в цій галузі тривають, зокрема за допомогою інфрачервоного телескопа “Джеймс Вебб”. Також учені з’ясували, що СМЧД припинили активне зростання приблизно 8 млрд років тому, коли вичерпався газ, необхідний для їхнього живлення, і сповільнилися процеси злиття через розширення Всесвіту.