في مركز كل مجرة كبيرة تقريبًا يوجد ثقب أسود فائق الكتلة. فهو لا يلتهم الغاز الساقط فحسب، بل يقذف جزءًا منه مجددًا عبر نفاثات قوية. تعمل هذه النفاثات، مثل مكابس عملاقة، على دفع الغاز المحيط وتسخينه. لطالما اشتبه علماء الفلك في أن الثقوب السوداء بهذه الطريقة تمنع المجرات من البرودة والتحول إلى مصانع نجوم باردة. لكن ظل السؤال قائمًا: ما مقدار الطاقة الذي ينتقل فعليًا إلى الغاز؟
قارنت دراسة جديدة مجموعتين من البيانات. من ناحية، رصد إشعاع الأشعة السينية الصادر عن الغاز الساخن في آلاف المجرات الإهليلجية والمجموعات والعناقيد. ومن ناحية أخرى، نماذج حاسوبية يُسخَّن فيها الغاز بالجاذبية فقط، دون مشاركة الثقوب السوداء. الفرق بينهما هو بالضبط مساهمة الثقوب السوداء. اكتشف العلماء أنه في جميع الأنظمة، من المجرات الإهليلجية المتواضعة إلى العناقيد العملاقة، تنقل الثقوب السوداء إلى الغاز ما بين 1% و3% فقط من طاقتها الكلية. إنه مقدار ضئيل، لكنه كافٍ لإبقاء الغاز ساخنًا ومخلخلًا.
المثير للاهتمام أن الحرارة المتراكمة في الأنظمة الصغيرة تتجاوز بكثير الخسائر الناتجة عن الإشعاع. يظل الغاز هناك ساخنًا حتى بعد مليارات السنين من توقف الثقب الأسود عن التغذية النشطة. أما في العناقيد الضخمة فالوضع مختلف: فالتسخين والتبريد في توازن، تمامًا كمنزل مزود بمنظم حرارة مضبوط بدقة. يعمل الثقب الأسود كمدفأة تُشعل في اللحظة التي يبدأ فيها الغاز بالبرودة.
هذه النتيجة مهمة ليس فقط لعلماء الفلك، بل تعطي معايير دقيقة لنماذج حاسوبية لتشكل المجرات. فمعرفة أن كفاءة التسخين تبلغ 1-3% تسمح بالتنبؤ بشكل أفضل بعدد النجوم التي ستولد في المجرة خلال عمرها، وبالتالي كيف سيبدو كوننا بعد مليارات السنين.
في عنقود Abell 85، يبلغ كتلة الثقب الأسود المركزي 4×$10^{10}$ كتلة شمسية، وهو أحد أضخم الثقوب السوداء المؤكدة ديناميكيًا. إذا تحولت كل طاقة سكونه إلى حرارة، فسيكون ذلك كافيًا لتسخين كل غاز العنقود إلى درجات حرارة لا تصدق.
في رواية "Hyperion" لدان سيمونز، يستخدم النواة التقنية طاقة الثقوب السوداء لأغراضها. هنا، تعمل الثقوب السوداء كمنظمات حرارة طبيعية تمنع التبريد الجامح للمجرات.