寻找超大自主黑洞反馈

埃文·斯坎纳皮科教授和他在亚利桑那州立大学的团队一直在研究为什么宇宙中最大的星系，曾经最活跃的，现在已经进入休眠状态并停止产生恒星。他们是最早提出一种机制的人之一，该机制涉及星系中心超大质量黑洞的巨大反馈，他们开始使用宇宙微波背景辐射作为工具来证明该理论。

天体物理学家所处理的距离如此之远，时间尺度如此之长，以至于人类都难以理解。大约90年前，亨丽埃塔·莱维特(Henrietta Leavitt)和埃德温·哈勃(Edwin Hubble)的研究首次让人们看到了这些尺度的巨大。莱维特分析了一种叫做造父变星的特殊恒星，发现它们的亮度与它们的脉动周期直接相关。然后哈勃利用这种关系和观测到的造父变星的亮度来测量到银河系以外的星系的距离。他发现它们是如此遥远，以至于它们发出的光需要几百万年才能到达地球。现在我们知道了一些星系，它们的光需要超过100亿年才能到达我们这里，让我们看到它们在宇宙初期的样子。

规模的问题
填补宇宙的数十亿个星系可以广泛地分为中等大小的磁盘，如我们自己的银河系，以及巨大的椭圆星系，典型的恒星群体大于十倍以上。通过比较更远的星系，这些星系在过去似乎长时间似乎很长时间，随着越来越多的星系，它们看起来更接近目前，天文学家能够检查这些类型的星系如何随着时间的推移而发展。

为了与这些观察结果进行比较，制定了理论模型，其预测的等级星系形成 - 其中重力将材料聚集在一起以形成恒星和太阳系，如我们自己。然而，宇宙的某些部分并不符合现有的模型：最大的星系，一旦恒星形成最活跃，尚未创造较替代的旧星星死亡。2004年，Scannapieco教授和他的团队列出了确定为什么这是如此。他们提出了一种由严格数学支持的物理模型，这表明与椭圆星形中心所发现的超大分类黑洞有关，建议进行间歇性反馈机制。

最大的星系，一旦恒星形成最活跃，尚未创造未替代的旧星星死亡

AGN反馈理论
自大爆炸以来，近四百亿年已通过，宇宙的形成点。在介入时间期间，通过从间歇性培养基（IgM）的材料的吸收产生了星系，该材料的粘性材料在星系之间的脆弱材料产生。已经形成了无数的星系，每个星系包含无数星。一些星系在他们的核心中合并并形成了活跃的半乳清核（AGN），这导致高于预期的星系光源，不会来自星星。

理论表明，这些星系中的每一个都包含一个由热磁盘包围的超迹心黑洞，该热盘覆盖来自银河系的材料覆盖以被黑洞吞噬。并非所有的材料到达事件视界 - 有些材料在两个方向上垂直于核心和外部出口。这些产蛋白是Gargantuan比例和来自无线电望远镜的图像，展示比举办它们的星系的小径。

斯堪纳皮科教授和他的团队使用了一个数学模型，提出超大质量黑洞周围的热盘喷射的冲击可以在星系间介质中感受到。他的团队的研究表明，IGM中的气体和其他物质可能被加热，这样它们就不能再在引力的影响下合并形成恒星。scanapieco教授将这种效应称为“AGN反馈”。

事实上，研究小组的方程关注的是温度的升高，温度的升高改变了IGM的熵，这是一种热力学方法，衡量一个系统做功的能量的可用性。他们的发现预测，活动星系核的反馈机制将把熵增加到临界值以上，使得受影响的星系不可能通过引力吸积冷却并形成恒星。这与观测到的宇宙相吻合，现在许多研究小组已经证明了这一点，其中一些小组建立在2004年的模型上，而另一些小组则采用了独立开发的模型，在这些模型中，活动星系核的反馈作用更为渐进。

Scannapieco教授的研究表明，可以加热IgM内的气体和其他材料，使得它们不再能够在重力的影响下形成恒星

宇宙微波
凭借这种AGN反馈模型，拟合观测，Scannapieco教授和他的团队致力于开发一种区分它们的方法。这些可能模型之间的关键差异是它们对IGM温度的增加的预测，由超迹象黑洞反馈引起的。

创新地，该团队决定使用宇宙微波背景（CMB）辐射，从大爆炸的残余，测量AGN反馈在其加热IgM中的影响。测量依赖于既定机制，称为热阳光Zel'dovich效果。当电磁辐射的光子，如光线或微波的光线，通过含有较高温度气体的区域时，一些光子与气态原子相互作用并使电子获得能量并发射更高频率的光子并发射光子。这导致CMB波长的偏移，而不是预期的内容。与“正常”CMB相比，可以测量这些变化，然后使用数学模型转换成IGM热能估计。

有人提出的一种方法是研究活动星系核周围的热孙雅耶夫-泽尔多维奇效应。但这是有问题的-活动星系核是罕见的，在许多波长如此明亮，它们的光污染了微波背景的测量。取而代之的是，研究小组选择对更常见星系的许多测量数据进行“叠加”，以增强微小信号并减少外来噪声。Scannapieco教授选择了研究由于AGN反馈效应而处于休眠状态的大质量椭圆星系。在两个宇宙时期分别选择了两个不同的类别，对应于与观察者的不同距离。对于选定的星系，数据来自两个望远镜：南极洲的南极望远镜和智利的阿塔卡马宇宙学望远镜。

结合数千个椭圆星系的测量结果，并对测量结果进行修正，以考虑其他光源的污染，得出的结果比忽略活动星系核反馈影响的层次模型所建议的结果要高一些。利用现有望远镜进行的这些初步测量表明，活动星系核的反馈可能在起作用。Scannapieco教授和他的团队正在与团队合作，为大型毫米望远镜建造TolTEC相机，以进行更高分辨率的测量，他们希望这将被证明是确定的。