Mustat aukot ovat avaruuden pisteitä, joissa on niin paljon painovoimaa, ettei edes valo pääse niistä pois. Mustan aukon ympärillä olevaa ”ei paluuta” -pistettä kutsutaan sen tapahtumahorisontiksi. Mustia aukkoja syntyy joko silloin, kun yli 20 aurinkopainetta oleva tähti romahtaa, tai kun koko galaksin ydin romahtaa. Galaksin romahtavat mustat aukot vapauttavat valtavia määriä energiaa, joka voidaan havaita miljardien valovuoden päästä. Tämä energia tulee aineen kitkan aiheuttamasta kitkasta itseään vastaan - mustasta aukosta ei voi lähteä säteilyä.
Mustat aukot ovat maailman kiehtovimpia astrofyysisiä ilmiöitä. He ovat valloittaneet yleisön mielikuvituksen ja monien kuuluisien fyysikoiden, kuten Albert Einsteinin ja Stephen Hawkingin, omistautuneen tutkimuksen. Mustat aukot ovat mielenkiintoisia fyysikoiden näkökulmasta, koska niitä voidaan luonnehtia tyhjentävästi vain kolmella arvolla: niiden massa, pyöriminen ja varaus. Hieman erilaisia teorioita käytetään kuvaamaan pyörivien mustien aukkojen käyttäytymistä vs. pyörimättömiä, varautuneita ja neutraaleja.
Suurin ero mustien aukkojen välillä ei ole niiden pyöriminen tai varaus, vaan niiden massa. Tunnetut mustat aukot keskittyvät kahden massatason ympärille: tähtimassan mustat aukot, jotka vaihtelevat 1.5–14 aurinkomassan välillä, ja supermassiiviset mustat aukot, joissa on miljoonia tai miljardeja aurinkomassaa. Tähtien mustia aukkoja syntyy aina, kun yli 20 aurinkomassan tähti kuluttaa kaiken ydinpolttoaineensa ja romahtaa.
Supermassiiviset mustat aukot muodostuivat todennäköisesti miljardeja vuosia sitten, maailmankaikkeuden alkuvaiheessa, ja pysyvät nykyäänkin. Tällä hetkellä uskotaan, että jokaisen galaksin keskellä on supermassiivinen musta aukko, ja ainakin 30 epäillään havaittua. Useimmat tähtitieteilijät uskovat, että Jousimies A*, aurinkokunnan kokoinen alue, joka sisältää 2.6 miljoonaa aurinkomassaa, on Linnunradan supermassiivinen musta aukko.
On olemassa kaksi muuta mustan aukon luokkaa. Ensimmäinen on välivaiheen mustia aukkoja, joiden massat ovat jossain 14 ja miljoonan välillä. Erittäin kirkkaat röntgenlähteet, jatkuvat röntgensäteilylähteet muissa galakseissa, ovat mahdollisesti keskimassaisia mustia aukkoja aineen kerääntymisprosessissa. Jos nämä todella ovat keskimassaisia mustia aukkoja, niiden massa on sadan tuhannen aurinkomassan naapurustossa. Jotkut tähtitieteilijät ovat myös havainneet galaksimme keskustan lähellä olevan objektin, joka on teoreettisesti määritelty välimassana olevaksi mustaksi aukoksi, jossa on 1,300 XNUMX aurinkomassaa.
Toisen tyyppinen vahvistamaton musta aukko olisi mikro-mustia aukkoja, jotka joko syntyisivät hiukkaskiihdyttimissä tai alkuräjähdyksessä. Niitä ei ole vielä havaittu, vaikka jotkut astrofyysikot epäilevät niiden olemassaoloa ja suunnittelevat teleskooppeja etsimään niitä