Supermasywna czarna dziura jest to czarna dziura o masie rzędu milionów, a nawet miliardów mas Słońca.
Supermasywne czarne dziury mają pewne interesujące własności, cechy odróżniające je od czarnych dziur o niewielkich masach:

* średnia gęstość takiego obiektu może być bardzo mała, nawet niższa niż gęstość wody. Wynika to z faktu, iż promień czarnej dziury wzrasta liniowo ze wzrostem jej masy, w konsekwencji czego gęstość maleje znacznie szybciej
* w sąsiedztwie horyzontu zdarzeń supermasywnej czarnej dziury nie odczulibyśmy potężnych sił pływowych. Z uwagi na fakt, że osobliwość centralną dzieli znacząca odległość od horyzontu, hipotetyczny astronauta podróżujący ku centrum takiej czarnej dziury nie odczułby znaczących sił pływowych, dopóki nie znalazłby się głęboko w jej wnętrzu.


Czarne dziury tego rodzaju mogą powstawać w dwojaki sposób: poprzez powolną akrecję materii (poczynając od rozmiarów typowych dla zwykłej gwiazdy) lub bezpośrednio w wyniku ekstremalnie wysokich ciśnień panujących tuż po Wielkim Wybuchu. W przypadku pierwszego sposobu potrzebny jest długi czas i znaczne ilości materii dostępne, by czarna dziura mogła się powiększać.
Przypuszcza się, że większość, o ile nie wszystkie galaktyki posiadają w swoich centrach supermasywne czarne dziury. Bezpośrednie pomiary przesunięć dopplerowskich dla materii otaczającej jądra pobliskich galaktyk dowiodły, iż musi się ona poruszać z bardzo dużymi prędkościami, co można wytłumaczyć jedynie wysoką koncentracją materii w centrum. Wedle obecnej wiedzy jedynym obiektem, który może skupiać taką ilość materii w tak małym obszarze jest czarna dziura. W przypadku dalej położonych galaktyk aktywnych, szerokość obserwowanych linii spektralnych powiązana jest z masą czarnej dziury zasilającej aktywne jądra galaktyk. Uważa się, że takie supermasywne czarne dziury w centrach galaktyk są swego rodzaju "silnikami" zasilającymi aktywne obiekty takie jak galaktyki Seyferta czy kwazary. Sagittarius A* jest prawdopodobnie supermasywną czarną dziurą znajdującą się w centrum Drogi Mlecznej.
W maju 2004 roku Paolo Padovani wraz z innymi czołowymi astronomami ogłosili swoje odkrycie 30 dotąd nieznanych supermasywnych czarnych dziur. Ich odkrycie sugeruje także, iż obiektów takich jest dwa razy więcej niż sądzono dotychczas.

Według astronomów centrum prawie każdej galaktyki kryje w sobie supermasywną czarną dziurę. Najnowsze obserwacje wykazały jednak, że taka sytuacja musiała mieć miejsce już przed 12 mld lat, a więc wtedy, gdy nasz Wszechświat liczył sobie zaledwie 1,7 mld lat.

Galaktykę 4C60.07 naukowcy zauważyli dzięki jej niewzykle silnemu promieniowaniu w paśmie radiowym. Astronomowie myśleli na początku, że mają do czynienia z tak zwanym kwazarem, a więc z galaktyką, w ktorej centrum znajduje się masywna czarna dziura, połykająca wielkie ilości gazu. Po przeprowadzeniu pierwszych badań oddalonej galaktyki astronomowie stwierdzili, że w gazie otaczającym czarną dziurę dochodzi do powstawania wielu nowych gwiazd. Na podstawie podczerwonego światła emitowanego przez pozostałości masywnych gwiazd, które po krótkim nuklearnym życiu eksplodowały jako supernowa, naukowcy wywnioskowali, że co roku kształtuje się tam około 5 tys. nowych gwiazd.

Najnowsze badania wykazały jednak, że te stwierdzenia były dość pochopne. Za pomocą teleskopu Submillimeter Array astronomowie po raz kolejny dokładnie przeanalizowali galaktykę 4C60.07. Wynik był zaskakujący. Okazało się, że odległa galaktyka jest stosunkowo stara i niezwykle spokojna, nie powstają w niej również żadne gwiazdy. Burzliwy proces rodzenia się nowych gwiazd ma natomiast miejsce w innej galaktyce, której naukowcy do tej pory nie widzieli. Galaktyka ta posiada olbrzymie ilości gazu, jest zakryta pyłem, a w swoim centrum również kryje supermasywną czarną dziurę.

Z powodu olbrzymiego oddalenia liczącego dwanaście miliardów lat świetlnych astronomowie obserwują obie galaktyki w czasie, w którym nasz Wszechświat miał mniej niż 2 mln lat. Badacze mogli śledzić, w jaki sposób 4C60.07 wyrwała swojej sąsiadce olbrzymią ilość gazu. Prawdopodobnie już dawno temu obie galaktyki zlały się w jedną, olbrzymią galaktykę eliptyczną, a z dwóch czarnych dziur powstała jedna - jeszcze większa.

Obie galaktyki mają ze sobą niewiele wspólnego - podczas gdy pierwsza zużyła już prawdopodobnie cały gaz i wyprodukowała już wszystkie gwiazdy, druga galaktyka posiada jeszcze spore zapasy gazu i w dalszym ciągu daje życie nowym gwiazdom. Steve Willner z Harvard-smithsonian Center for Atrophysics podkreśla: „Tylko dzięki doskonałej rozdzielczości teleskopów Submillimeter Array mogliśmy dokonać tego odkrycia". JSL

Po raz pierwszy astronomowie wykryli granulacje pyłu mieszające się z płonącym gorącym gazem o temperaturze 10 milionów stopni Kelwina, w rejonie galaktyki eliptycznej NGC 5044. Astronomowie spodziewają się, że to nowe odkrycie dostarczy wglądu w to, jak supermasywne czarne dziury zmniejszają gwiezdny urodzaj w galaktykach eliptycznych przez gorący gaz.

Podobnie jak krople deszczu na Ziemi formują chmury, gwiazdy powstają, gdy gęste kosmiczne chmury gazu i pyłu zagęszczają się. Naukowcy podejrzewają, że jeżeli gaz otaczający galaktykę nigdy nie ochłodzi się wystarczająco, żeby się zagęścić, nowe gwiazdy nie mogą sie uformować.

Astronomowie widzą wysyłanie promieni rentgenowskich z gorącego gazu otaczającego galaktykę eliptyczną, rozciągającego się dużo dalej poza jej widoczne gwiazdy, ale nie rozumieją w pełni mechanizmu otrzymania gazu z chłodzenia. Obserwacje pyłu, gorącego gazu pokazują, że ogrzewaną przez masywną czarną dziurę serce galaktyki może być ewentualnym mechanizmem. Naukowcy uważają, że odkrycie to jest bardzo zdumiewające. Typowo nie można by było spodziewać się zobaczenia pyłu, który przetrwał w tego rodzaju gorącu. To jest jak znalezienie płatka śniegu w piekle – mówi dr William Mathews z Uniwersytetu California w Santa Cruz. Astronomowie sądzą, że NGC 5044 wykazuje przejściowy proces nagrzewania, co jest normalnie i astronomicznie ważne.

Galaktyki we Wszechświecie posiadają wiele kształtów i rozmiarów. Galaktyki spiralne, takie jak Droga Mleczna są zazwyczaj aktywne w powstaje gwiazdy. Natomiast galaktyki eliptyczne posiadają w większości stare gwiazdy i nie tworzą zbyt wiele młodych. W wielu galaktykach eliptycznych, jak NGC 5044, stwierdzono w centrum gromad galaktyk, że są wypełnione w olbrzymiej ilości gorącym gazem. Dlaczego gaz nie robi się zimny i nie formują się nowe gwiazdy jest tematem intensywnych rozmów pomiędzy astronomami.

Obaj astronomowie, dr Pasquale Temi, z NASA Ames Research Center i SETI Institute in California i dr William Mathews przypuszczają, że mnóstwo galaktyk eliptycznych jest rzeczywiście rozgrzewane przez supermasywne czarne dziury w ich centrum, przez proces zwany „ogrzewanie sprzężeniem zwrotnym”. Przypuszczają oni, że ten mechanizm może również wytłumaczyć, dlaczego Kosmiczny Teleskop Spitzera wykrył tak dużo pyłu w tak szorstkim kosmicznym otoczeniu.

Obserwacje z Kosmicznym Teleskopem Hubble’a przedstawiły małe, masywne obłoki gazu w pobliżu serca wielu galaktyk eliptycznych. Astronomowie przypuszczają, że obłoki te mogą odgrywać decydującą rolę ogrzewaniu sprzężeniem zwrotnym. Podejrzewają oni, że ten materiał prawdopodobnie grawitacyjny w odniesieniu do centrum galaktycznego potem zostanie wyrzucony przez sąsiednie umierające gwiazdy, jako część z ich naturalnego cyklu życia.

Gdy do któregoś z tych pyłów gazowych zbliża się znajdująca się w centrum galaktyki supermasywna czarna dziura, jest uwalniana ogromna ilość energii, wystarczająca by ogrzać pobliski gaz do niesłychanie wysokich temperatur. Jak dym unoszący popioły z ognia, astronomowie wnioskują że ten pływający gaz wypłynie z galaktycznego centrum niosąc ze sobą jakiś pył.