A szupermasszív fekete lyuk ( TNSM ) egy fekete lyuk , amelynek nagysága nagyságrendileg körülbelül egymillió naptömeg . A fekete lyukaknak több típusa létezik: ősfekete lyukak , a csillagfekete lyukak , a köztes fekete lyukak és a szupermasszív fekete lyukak. Ez utóbbiak a legnagyobb tömegűek, tömegük akár 40 milliárd naptömeget is elérhet (a 15A Holmberg-galaxisé ). Szupermasszív fekete lyukak találhatók a hatalmas galaxisok középpontjában, és a tudományos közösség általánosan elfogadott, hogy minden nagy galaxisban találhatóak ilyen tárgyak. Galaxisunk középpontjában, a Tejútrendszerben található szupermasszív fekete lyuk megfelel a Nyilas A * forrásnak .
Ma számos megfigyelés azt mutatja, hogy szinte minden nagy galaxis közepén szupermasszív fekete lyuk található. Ez például a saját galaxisunk, a Tejútrendszer esetében . A legjelentősebb megfigyelések egy ilyen fekete lyuk jelenlétéről galaxisunkban a galaktikus középponthoz legközelebb eső csillagok orbitális mozgására vonatkoznak , a Nyilas A * nevű régióban . A pályák nyomon követése lehetővé tette a központi fekete lyuk tömegének közvetlen mérését: 4,2 ± 0,2 millió naptömeg. 2002-ben a csillagászok az S2 csillagot követték a Nyilas A * -ban, és megmutatták, hogy az 17 fényóráig közeledett a központi fekete lyuktól.
Ban ben 2016. június, a GRAVITY interferometriai műszer, amelyet a Très Nagy Teleszkópba telepítettek, és amelyet a Grenoble Planetológiai és Asztrofizikai Intézet , a Párizsi Űrkutatási és Asztrofizikai Instrumentációs Laboratórium és a Francia Repülési Központ fejlesztett ki , páratlan pontossággal figyel a Nyilas A külvárosában * , a 25 000 fényévnyire lévő szupermasszív fekete lyuk, amely a Tejútrendszer központját foglalja el . Ezek a megfigyelések technikai sikert jelentenek a tudományos közösség számára, ami még emlékezetesebb, mivel az S2 csillag , amelynek elliptikus pályája van e szupermasszív fekete lyuk körül, 2018-ban a lehető legközelebb ment el az utóbbihoz.
A 2019. április 10, az Event Horizon Telescope közzéteszi az első képeket egy fekete lyukról, az M87 * -ről , egy szupermasszív fekete lyukról, amely az M87 középpontjában található .
Összehasonlítva egy csillag fekete lyuk , a közepes sűrűségű egy szupermasszív fekete lyuk is lehet nagyon alacsony (néha kisebb, mint a víz ). Ezt azzal magyarázzák, hogy a fekete lyuk Schwarzschild-sugara a tömeggel arányosan növekszik, ami arra utal, hogy a Schwarzschild-sugár belsejében az átlagos sűrűség a tömegének négyzetének megfelelően csökken. Minél nagyobb a fekete lyuk, annál alacsonyabb az átlagos sűrűsége, még akkor is, ha tömege korlátozás nélkül növekszik. Így az 1,357 4 × 10 8 naptömegű fekete lyuk sűrűsége összehasonlítható a vízével . Egy ilyen fekete lyuk ábrázolására el tudunk képzelni egy vízgömböt, amely 400 millió kilométer sugarú körben helyezkedik el, és így a Naptól az aszteroidaövig terjed . Egy ilyen labda, ha létezne, saját gravitációja hatására összeomlana, és fekete lyukat képezne, amelynek kezdeti sugarával megegyező Schwarzschild sugárral. A 4,292 5 × 10 9 naptömegű fekete lyuk légsűrűsége és sugara 12,7 milliárd kilométer lenne. Az M87 fekete lyuk tömege nagyságrendileg 6,5 × 10 9 naptömeg, sugara 19 milliárd kilométer; átmérője tehát 38 milliárd kilométer, vagyis 35 fényóra; mivel a Földtől 53,5 millió fényévnyire található, látszólagos átmérője 15,5 μas ( ív mikroszekunduma ) lenne. Árnyéka, amelyet az Event Horizon Telescope együttműködés rögzített , átmérője 25 μas nagyságrendű .
Egy másik figyelemre méltó tény, hogy az árapályerők elhanyagolhatóak a szupermasszív fekete lyuk eseményhorizontja közelében , mert a központi gravitációs szingularitás nagyon távol áll tőle. Annak érdekében, hogy a szupermasszív fekete lyuk felé közeledő felfedező ne érezzen semmi különöset, amikor átlépi a horizontját .
A szupermasszív fekete lyukak kialakulása még mindig erősen vitatott, mivel minden bizonnyal nagy időskálán történik, összehasonlítva a szupernóva robbanása során kialakuló csillag fekete lyukakkal , amelyeket egy hatalmas csillag , például egy Wolf-Rayet csillag hoz létre .
A legegyszerűbb hipotézis a kialakulását a szupermasszív fekete lyukak nyilvánvalóan kezdeni egy csillagközi fekete lyuk , amely azután gyűlik számít több milliárd éves . Ennek a hipotézisnek számos hibája van, beleértve azt is, hogy nagyon nagy csillagsűrűségre van szükség a fekete lyuk folyamatos táplálásához. De mindenekelőtt a megfigyelések kimutatták a szupermasszív fekete lyukak létezését nagyon nagy vöröseltolódásokkal , vagyis a világegyetem evolúciójának kezdetén . Ezeknek a fekete lyukaknak tehát nem volt idejük a csillagok egyszerű összegyűjtésével kialakulni. Lehetséges, hogy az ilyen fekete lyukak a világegyetem életének kezdetétől fogva nagyon gyorsak voltak.
A Chandra műhold lehetővé tette az NGC 6240 galaxis közepén két, egymást körül keringő szupermasszív fekete lyuk megfigyelését is.
Található 26.000 fényévre a Földtől, a fekete lyuk közepén a Tejút tömege 4,2 millió alkalommal, hogy a Sun , átmérője pedig mintegy 20 millió kilométert.
Az univerzum galaxisainak középpontjában az úgynevezett szupermasszív fekete lyukak a Nap tömegének egymillió-40 milliárdszorosának tartományába tartoznak, például: