对被称为“活动星系核”(AGN)的黑洞的研究表明，它明确表明有必要修改广泛使用的“活动星系核统一模型”，该模型将超大质量黑洞的特征描述为具有相同的性质。

这项研究发表在天体物理学杂志，为一个令人困扰的太空之谜提供了答案，并应允许研究人员创建更精确的宇宙演化和黑洞如何发展的模型。

“这些物体让研究人员困惑了半个多世纪，”达特茅斯学院博士后助理研究员、该论文的主要作者托妮玛·塔斯尼姆·阿南纳(Tonima Tasnim Ananna)说。“随着时间的推移，我们对这些物体的物理特性做了很多假设。现在我们知道，被遮挡的黑洞的性质与不那么隐蔽的agn的性质有很大不同。”

超大质量黑洞被认为存在于几乎所有大型星系的中心，包括银河系。这些天体吞噬了星系中的气体、尘埃和恒星，它们会变得比小星系更重。

几十年来，研究人员一直对活动星系核的光特征感兴趣，这是一种正在“吸积”或处于快速增长阶段的超大质量黑洞。

从20世纪80年代末开始，天文学家意识到来自太空的光特征，从无线电波长到x射线，都可以归因于agn。据推测，这些天体通常有一个由气体和尘埃组成的甜甜圈形状的环——或“环面”。与物体相关的不同亮度和颜色被认为是观察它们的角度和圆环遮挡视线的程度的结果。

由此，agn的统一理论成为普遍的认识。该理论指出，如果从黑洞的环面观察黑洞，它应该是暗淡的。如果从环的上方或下方观察，它应该是明亮的。然而，根据目前的研究，过去的研究过于依赖于不太模糊的物体的数据，研究结果存在偏差。

这项新研究的重点是黑洞吸收空间物质的速度，或者它们的吸积速度。研究发现，吸积速率并不取决于黑洞的质量，它的变化很大程度上取决于它被气体和尘埃环遮挡的程度。

“这为黑洞周围的环面结构并不完全相同的观点提供了支持，”物理学和天文学教授、该研究的合著者瑞安·希科克斯(Ryan Hickox)说。爱博网站“结构和它的成长方式之间存在着某种关系。”

结果表明，AGN周围的尘埃和气体的数量与它的摄食量直接相关，证实了不同AGN群体之间除了方向之外还有差异。当黑洞以高速率吸积时，能量会吹走尘埃和气体。因此，它更有可能不被遮挡，看起来更亮。相反，不太活跃的AGN被更密集的环面包围，看起来更暗淡。

“在过去，人们不确定被遮挡的AGN种群与更容易观察到的、未被遮挡的AGN种群有何不同，”安娜说。“这项新的研究明确地表明，两种人群之间的根本差异超出了视角。”

这项研究源于对NASA高能x射线望远镜Swift-BAT探测到的附近agn长达十年的分析。该望远镜允许研究人员扫描局部宇宙，以探测被遮挡和未遮挡的agn。

这项研究是国际科学合作的结果——BAT AGN光谱调查(BASS)——已经工作了十多年，收集和分析了Swift BAT观测到的AGN的光学/红外光谱。

“我们以前从未有过这么大的x射线样本被发现掩盖了当地的AGN，”安娜说。“这是高能x射线望远镜的一大胜利。”

该论文建立在研究小组先前分析agn的研究基础上。在这项研究中，安娜开发了一种计算技术来评估遮蔽物质对观察到的黑洞特性的影响，并分析了使用该技术的更广泛的研究小组收集的数据。

根据这篇论文，通过了解黑洞的质量和它的进食速度，研究人员可以确定大多数超大质量黑洞何时经历了大部分的生长，从而提供有关黑洞和宇宙演化的宝贵信息。

希考克斯说:“我们这个领域最大的问题之一是超大质量黑洞是从哪里来的。”“这项研究提供了一个关键的部分，可以帮助我们回答这个问题，我希望它成为这个研究学科的试金石参考。”

未来的研究可能包括关注波长，使团队能够搜索到本地宇宙以外的地方。在短期内，研究小组想要了解是什么触发agn进入高吸积模式，以及快速吸积的agn从严重模糊过渡到无模糊需要多长时间。

参与这项研究的研究人员包括特拉维夫大学的Benny Trakhtenbrot;克劳迪娅·梅根·厄里，耶鲁大学;以及尤里卡科学公司的迈克·科斯。