Det är relativt lätt för galaxer att göra stjärnor. Börja med ett gäng slumpmässiga flaskor av gas och damm. Vanligtvis är dessa klumpar ganska varma. För att förvandla dem till stjärnor måste du svalna dem. Genom att dumpa all sin värme i form av strålning kan de komprimera. Dumpa mer värme, komprimera mer. Upprepa i en miljon år eller så.
Så småningom krymper och krymper bitar av gasmoln och pressar sig in i en liten, liten knut. Om tätheten i dessa knutar blir tillräckligt höga, utlöser de kärnfusion och voila: stjärnor föds.
När vi observerar massiva galaxer ser vi enorma mängder röntgenstrålning sprängas bort från deras kärnor. Denna strålning tar naturligtvis bort värme. Denna strålning kyler naturligtvis galaxerna, särskilt i deras kärnor. Så gasen i kärnan bör komprimera och krympa i volym. Det omgivande materialet bör ta hänsyn till och falla ner bakom det och trilla sig in i kärnan.
Och inte bara lite: så mycket som tusen solmassorper år borde kollapsa i kärnorna i de mest massiva galaxerna när de svalnar, sval, sval.
Denna enorma kylning och komprimering borde med alla rättigheter utlösa enorma mängder stjärntillverkning. När allt kommer omkring har du exakt rätt förhållanden: massor av saker kyls ner i små fickor.
Så i dessa galaxer med massor av röntgenutgång borde vi se massor av nya stjärnor som dyker ut.
Det gör vi inte.
Det är ett problem.
Något måste hålla dessa galaxer varma trots den stora värmeförlusten från deras röntgenutsläpp. Något måste hindra gasen från att komprimera hela vägen för att tillverka stjärnor. Något måste hålla starlighten nedåt.
Som med de flesta mysterier inom astronomi finns det olika idéer, alla med sina egna styrkor och svagheter, och ingen av dem helt tillfredsställande. De olika mekanismerna som används för att förklara detta förhållande inkluderar supernovaåterkoppling, kraftfulla chockvågor som blåses ut av massiva stjärnor, magnetfält som går i höjdled och till och med förändrar galaxens form för att förhindra ytterligare kylning.
Kanske är de lättaste sakerna att skylla på de supermassiva svarta hålen som sitter i centrum av galaxerna. När gasen svalnar och flyter inåt drar den sig till det svarta hålet. Den massiva sugande virvel av gravitation matar hungrigt från gasen och driver den längre ner. Men med all den gas som komprimeras till en så liten volym, värms den upp, oerhört.
Ibland, om blandningen av starka magnetiska krafter är helt rätt, kan gasströmmar rulla runt det svarta hålet, knappt undvika glömska under händelseshorisonten, vind och virvla runt, så småningom sprängas ut ur regionen i form av en lång, tunn jet.
Denna jet har mycket energi. Tillräckligt med energi för att värma upp hela galaxens kärna, vilket förhindrar ytterligare kylning.
Om det inte är tillräckligt bra, kan den extrema strålningen som utsänds av den intensiva heta gasen när den blir skjuten ner i svarta hålets slingan spränga sig i omgivningarna, vilket ger mer än tillräckligt med värme för att stoppa - och till och med vända - flödet av sval gas .
Kanske.
Det här scenariot är definitivt tilltalande, eftersom det är a) riktigt vanligt och b) riktigt kraftfullt. Vid första anblicken är det en perfekt ansamling, men naturen, som vanligt, som en vana att bli otäck. Problemet är att matning av svarta hål är fantastiskt komplicerade system, med alla typer av fysiska processer som blandas ihop, vilket gör dem svåra att studera.
Och skulle du inte veta det, när vi försöker simulera dessa scenarier på en dator, följa fysiken så bra vi kan och så bäst förstå, har vi mycket problem med att få rätt mängder energi till rätt platser. Ibland fortsätter galaxerna att svalna. Ibland spränger de. Någon gång fluktuerar de fram och tillbaka mellan värme och kylning för snabbt.
Även om vi inte har en fullständig och slutlig bild ännu, gör forskare stadiga, om långsamma, framsteg när det gäller att förstå förhållandet mellan gigantiska svarta hål och deras värdgalaxier. I en artikel som nyligen använde forskare använde avancerade datorsimuleringar för att försöka undersöka hela bilden, inklusive så mycket av den detaljerade fysiken som möjligt.
De fann att när det gäller dessa fantastiska processer med naturens fantastiska råkraft på dess råaste, subtilitet betyder det. Visst, den intensiva strålningen som avges av den instängande gasen och strålarna som flyr från nära den svarta hålens dödliga yta spelar en roll för att reglera galaxernas temperaturer. Men de misslyckas ofta och använder fel energi på fel platser eller fel tidpunkter.
Men strålning och strålar är inte de enda saker som drivs av de centrala supermassiva svarta hålen. Kosmiska strålar, små laddade partiklar som reser nära ljusets hastighet, översvämmar närheten av malströmmen. De hjälper till att transportera värme i en jämn, jämn takt, och håller galaxens hjärtslag i regelbunden takt.
Dessutom finns det god gammaldags turbulens med rullande chockvågor och generellt dåligt temperament som drivs av uppblåsningarna i mitten. Denna turbulens gör bara ett fint jobb för att förhindra att omgivande gas kyls helt och spricker till stjärnbildning.
Så är det här, hela historien? Självklart inte. Galaxer är levande, andande varelser, med massiva tyngdkraftsmotorer som driver sina hjärtan och sammanflätade gasflöden formade av kraftfulla - och ibland exotiska - krafter. Det är ett tufft problem att studera, men en fascinerande, eftersom vi kan försöka låsa upp själva galaxutvecklingen genom att fästa förhållandet mellan galaxer och deras svarta hål, som kommuniceras genom flödena och störningarna i sval gas.
Läs mer: “Kosmiska strålar eller turbulens kan undertrycka kylflöden (där termisk uppvärmning eller momentuminjektion misslyckas)”
