Odległe galaktyki w których dochodzi do intensywnego powstawania gwiazd mogą być też miejscem żerowania największych czarnych dziur we Wszechświecie. Zderzenia galaktyk w młodym Wszechświecie mogły być głównym powodem przyspieszonej działalności gwiazdotwórczej i wzrostu czarnych dziur.

Naukowcy połączyli informacje uzyskane w promieniowaniu rentgenowskim przez Teleskop Chandra z danymi płynącymi z obserwacji optycznych i submilimetrowych i znaleźli dowody, że bardzo jasne młodzieńcze galaktyki i ich centralne czarne dziury przed ponad 10 miliardami lat przeszły przez okres niesłychanie gwałtownego wzrostu. Równoczesny zryw czarnej dziury i wzrostu galaktyki jest obserwowany jedynie w tych galaktykach, które stanowić etap powstawania kwazarów – odległych galaktyk zawierających największe i najbardziej aktywne czarne dziury.

„Ogromna odległość tych galaktyk pozwala nam spojrzeć w przeszłość i zobaczyć jak w dzisiejsze wielkie galaktyki wyglądały, gdy produkowały najwięcej gwiazd i rosnących czarnych dziur” – powiedział David Alexander z Uniwersytetu w Cambridge, główny autor pracy, która ukazała się 7 kwietnia 2005 w magazynie „Nature„.

Galaktyki badane przez Alexandra i jego współpracowników są znane jako galaktyki submilimetrowe, gdyż zostały odkryte przez teleskop submilimetrowy James Clerk Maxwell (JCMT) znajdujący się na Mauna Kea, na Hawajach.

Dane submilimetrowe, a także dane w zakresie widzialnym uzyskane przez teleskop Keck wskazują, że galaktyki te posiadają nietypowo dużą ilość gazu. Formują się z niego gwiazdy w tempie jednej na dzień, 100 razy większym niż ten sam parametr dla współczesnej Drogi Mlecznej. Dane z teleskopu Chandra wskazują, że supermasywne czarne dziury wzrastają podobnie szybko.

Badane galaktyki są bardzo słabe i mogą być zauważone tylko podczas najgłębszych obserwacji Wszechswiata. „Im głębiej spoglądamy w Wszechświat za pomocą teleskopu Chandra, tym bardziej fascynujące rzeczy odkrywamy. Kto wie, co Natura ma w zanadrzu, jeżeli zaglądniemy jeszcze głębiej” – powiedział Niel Brandt z Penn State University.

Obserwacje w promieniowaniu rentgenowskim pokazały również, że galaktyki otoczone są gęstym welonem gazu i pyłu. To ten materiał służy prawdopodobnie za pokarm czarnej dziurze.

Obserwacje przeprowadzone przez Teleskop JHubble’a wskazują, że większość galaktyk submilimetrowych to w rzeczywistości dwie galaktyki, które zderzają się i zlewają. Symulacje wykonane przez Tizianę Di Matteo z Carnegie Mellon University w Pittsburgu pokazują, że podczas łączenia się galaktyk, gaz jest ściągany w kierunku regionów centralnych, co napędza powstawanie młodych gwiazd oraz wzrost centralnej czarnej dziury.

„Cieszę się, że te obserwacje zgadzają się z naszymi symulacjami. Wydaje się, że zmierzamy do spójnego obrazu powstawania galaktyki zarówno w obserwacjach jak i w teorii” – mówi Di Matteo. W szczególności ostatnie obserwacje pozwolą naukowcom zrozumieć związek pomiędzy ilością gwiazd w centrum galaktyki a rozmiarami centralnej czarnej dziury.