Svarta hål är punkter i rymden med så mycket gravitationskraft att inte ens ljus kan fly från dem. ”Punkten att inte gå tillbaka” runt ett svart hål kallas dess händelsehorisont. Svarta hål bildas antingen när en stjärna som är större än 20 solmassor kollapsar eller när hela kärnan i en galax kollapsar. Svarta hål som kollapsar i galaxen frigör enorma mängder energi som kan observeras på miljarder ljusår bort. Denna energi kommer från friktionen av infallande materia mot sig själv – ingen strålning kan komma från själva det svarta hålet.
Svarta hål är bland de mest spännande astrofysiska fenomenen i universum. De har fångat allmänhetens fantasi och dedikerade studier av många kända fysiker, inklusive Albert Einstein och Stephen Hawking. Svarta hål är intressanta ur fysikers perspektiv eftersom de kan karakteriseras uttömmande av endast tre värden: deras massa, rotation och laddning. Lite olika teorier används för att beskriva beteendet hos svarta hål som är roterande vs. icke-roterande, laddade vs. neutrala.
Den största skillnaden mellan svarta hål är inte deras rotation eller laddning, utan deras massa. Kända svarta hål samlas runt två massnivåer: stjärnmassans svarta hål, som sträcker sig från 1.5 till 14 solmassor, och de supermassiva svarta hålen, med miljoner eller miljarder solmassor. Stjärniga svarta hål skapas varje gång en stjärna med mer än 20 solmassor utarmar allt sitt kärnbränsle och kollapsar.
Supermassiva svarta hål bildades sannolikt för miljarder år sedan, tidigt i universums historia, och finns kvar idag. Man tror för närvarande att varje galax har ett supermassivt svart hål i sitt centrum, och minst 30 misstänks ha observerats. De flesta astronomer tror att Sagittarius A*, ett område i solsystemstorlek som innehåller 2.6 miljoner solmassor, är Vintergatans supermassiva svarta hål.
Det finns ytterligare två kategorier av svarta hål som kan finnas. Det första är mellanliggande svarta hål, med massor någonstans mellan 14 solmassor och miljoner. Ultraljuskällor för röntgenstrålar, ihållande källor till röntgenstrålning i andra galaxer, är möjligen svarta hål med mellanliggande massa som håller på att ansamlas materia. Om dessa verkligen är svarta hål med mellanmassa, har de en massa i närheten av hundra tusen solmassor. Vissa astronomer har också observerat ett objekt nära mitten av vår galax som teoretiserats vara ett svart hål med mellanmassa med 1,300 XNUMX solmassor.
Den andra typen av obekräftade svarta hål skulle vara mikrosvarta hål, som antingen skulle skapas i partikelacceleratorer eller av Big Bang. Ingen har observerats ännu, även om vissa astrofysiker misstänker att de existerar och designar teleskop för att söka efter dem