ثقب أسود
ثقوب سوداء عظيمة الكتلة

تبلغ كتلة ثقوب سوداء عظيمة الكتلة بين ملايين كتلة شمسية إلى مليارات كتلة شمسية، ويبدو أنها تتواجد في معظم الحالات في مراكز المجرات، وكيفية تكون تلك الثقوب السوداء وعلاقتها بتكوّن مجرة حولها لا يزال تحت بحث علماء الفلك.
يوجد مصدر راديوي شديد في مركز مجرتنا مجرة درب التبانة يشع أشعة راديوية غزيرة وهو يسمى الرامي أ* (أو مختصرا Sgr A* أو بالعربية: «الرامي أ*») وتبلغ كتلته نحو 4.3 مليون كتلة شمسية، وكان تقدير كتلته قبل سنوات معتمدًا على مشاهدات سحب غازات بالقرب منه (مثل ما يسمى ذراع حلزوني صغير) أدت إلى أن تبلغ كتلته 2.7 مليون كتلة شمسية ولكن استخدام تلسكوبات ذات تباين أعلى وحساسية أشد استطاع العلماء استنتاج كتلته في مركز المجرة عن طريق مشاهدة مدارات نجوم قريبة منه وسرعاتها في مداراته حوله مثل S0-102 ونجم إس 2، وقد بينت المشاهدات الحديثة إلى أن كتلته أكبر بكثير؛ فهي تبلغ 4.3 مليون كتلة شمسية.
تشير المشاهدات إلى أن الثقوب السوداء قد تكونت مع تكون المجرات في وقت واحد وأنها قد ساعدت على تكون مجرة حولها، وهذا موضوع هام يهتم به العلماء لتفسيره.
إن مصدر راديوي الرامي A* ( للاختصار Sgr  *A  ) في وسط مجرة درب التبانة هو ثقب أسود هائل كتلته 4.3 مليون كتلة شمسية. قبل بضع سنوات ، يعتمد تقدير الكتلة على مراقبة سحب الغاز (على سبيل المثال ، يسمى mini-spiral) ، لا يزال عند حوالي 2.7 مليون من   الكتل الشمسية. بفضل الدقة المحسّنة وحساسية التلسكوبات ، يمكن تحديد كتلة الثقب الأسود في مركز المجرة بشكل أكثر دقة من خلال تحليل مسارات ، على سبيل المثال النجوم  S0-102 أو S2 التي تدور حول الثقب الأسود .
طور الباحثان ناتارجان و تريستر  نموذجًا للكتلة العليا حد في الترتيب من حيث الحجم  10 مليار كتلة شمسية. والسبب هو - بناء على   شرح وصفي  - أن المادة المتساقطة تتسارع من خلال قوة الجاذبية لمثل هذا الثقب الأسود الهائل بطريقة تؤدي إلى ظهور قطر  مستقر خارج نصف قطر شفارتزشيلد. بالإضافة إلى ذلك ، يعمل الإشعاع الكهرومغناطيسي و «رياح المادة» المنبعثة من المادة في قرص التراكم كمقاومة لمزيد من المادة المتساقطة ، وفي النهاية ينشأ توازنًا بين المادة المتراكنة  والمطرودة (انظر حد إدنجتون ).
الغموض الذي لم يتم حله هو تكوين الثقوب السوداء الهائلة في بدايات الكون. من المعروف أنه بعد 700 مليون سنة من حدوث الانفجار العظيم ، وجدت ثقوب عملاقة تبلغ حوالي 2 مليار كتلة شمسية ، مثل (ULAS J1120+0641). وهو أيضًا أبعد جسم معروف اعتبارًا من ديسمبر 2017 (ULAS J1342+0928 ) ، بعد أقل من 690 مليون سنة من الانفجار العظيم ، هو بالفعل ثقب أسود هائل. يتفق معظم العلماء على أنها مكونة من ثقوب سوداء أصغر حجمًا تم إنشاؤها ، حيث يرى بعض العلماء  هذه «كبذور»  للثقوب السوداء، بحد أقصى بضع مئات من الكتل الشمسية ، والآخر في تلك التي تتكون من آلاف إلى عشرات الآلاف من الكتل الشمسية. في سيناريوهات أخرى ، يمنع الضوء فوق البنفسجي المكثف من النجوم الشابة من المجرات المجاورة تكون النجوم في سحابة من الغاز حتى تنهار مباشرة في ثقب أسود من حوالي 100.000 كتلة شمسية. من المتوقع أن يوفر مقراب جيمس ويب الفضائي مزيدًا من المعلومات حول النجوم وسحب الغاز في بدايات الكون.
في عام 2008 ، اكتشفت مجموعة علماء  سويسريين من مدرسة لوزان الاتحادية للعلوم التطبيقية (EPFL) بقيادة ألكسندر إيجنبرود بنية حلقة عالية الطاقة حول كوازار على بعد 10 مليار سنة ضوئية ، صليب أينشتاين في الكوكبة بيغاسوس ، تم  رصده من  VLT وبالتالي يؤكد جيدًا نظرية الثقوب فائقة الكتلة.
أكبر ثقب أسود معروف (اعتبارًا من يناير 2021) هو TON 618 عبارة عن (نجم زائف) ذو كتلة  تقدر بنحو 66 إلى 70 مليار كتلة شمسية ، يليه الثقب الأسود المركزي للمجرة IC 1101 بحوالي 40 مليار كتلة شمسية. يوجد مثال آخر لحوالي 21 مليار كتلة شمسية في مركز المجرة NGC 4889 (2011) .  مع وجود ثقب أسود فائق الكتلة يبلغ حوالي 20 مليار كتلة شمسية  أيضًا أحد أكثر المرشحين شهرة حتى الآن.
تم اكتشاف ثقب أسود كتلته 6.6 مليار كتلة شمسية في مركز المجرة القريبة نسبيًا M87 (حوالي 55 مليون سنة ضوئية).
تم العثور أيضًا على ثقوب سوداء فائقة الكتلة في  المجرة القزمة فائقة الصغر (لأول مرة في عام 2014 في M60؛ - UCD 1) ،  مما يشير إلى أن هذه تشكلت على أنها مجرات "طبيعية" ، حيث انفصل جزء كبير من النجوم منها عن طريق الاصطدام بمجرات أكبر.
في سبتمبر 2017 ، تم نشر اكتشاف ثقب أسود فائق الكتلة ، والذي يمكن مشاهدته  باستخدام قياس التداخل الأساسي الطويل جدًا (VLBI). هذان ثقبان أسودان يدوران حول بعضهما البعض تفصل بينهما مسافة 1.1 سنة ضوئية ، لهما كتلة إجمالية تبلغ 36 مليون كتلة شمسية  في المجرة الحلزونية 7674 NGC.
في عام 2015 ، وبالتعاون مع نوستار وXMM نيوتن ، تم اكتشاف أن الثقوب السوداء الهائلة تنبعث منها «رياح بلازما» (غازات من ذرات عالية الطاقة ومتأينة للغاية) في شكل متناظر  كرويًا وأن هذه كافية بقوة لمنع تشكل نجوم على مساحات كبيرة من المجرة المضيفة. [38]
بسبب التناظر الكري  ، فإنها تختلف اختلافًا كبيرًا عن الطائرات . وفي عام 2017 ، تم إثبات ذلك بواسطة مرصد كيك  فقد تيبن  أن رياح الثقوب السوداء (في هذه الحالة في كوازار  Quasar 3C 298  على بٌعد   9.3 مليار سنة  لديها القدرة على تشكيل مجرة المضيف بأكملها. تحتوي المجرة على مائة فقط من الكتلة التي يمكن توقعها من العلاقة الطبيعية بين كتلة الثقوب السوداء الفائقة ومجراتها المضيفة.