Et supermassivt svart hull ( TNSM ) er et svart hull med en masse i størrelsesorden en million solmasser eller mer. Det finnes flere typer sorte hull: urlige sorte hull , de stjernesorte hullene , de mellomliggende sorte hullene og supermassive sorte hullene. Sistnevnte er den mest massive, og massen deres kan nå opp til 40 milliarder solmasser (den fra Holmberg- galaksen 15A ). Supermassive sorte hull finnes i sentrum av massive galakser, og det er generelt akseptert i det vitenskapelige samfunnet at hver store galakse er hjemmet til slike gjenstander. Det supermassive sorte hullet i sentrum av vår galakse, Melkeveien , tilsvarer kilden Skytten A * .
I dag viser mange observasjoner at nesten alle store galakser har et supermassivt svart hull i sentrum. Dette er for eksempel tilfelle med vår egen galakse, Melkeveien . De mest betydningsfulle observasjonene av tilstedeværelsen av et slikt svart hull i vår galakse er de av orbitalbevegelsen til stjerner nærmest det galaktiske sentrum , i regionen kalt Skytten A * . Sporing av banene gjorde det mulig å måle massen av det sentrale sorte hullet direkte: 4,2 ± 0,2 millioner solmasser. I 2002 fulgte astronomer stjernen S2 i Skytten A * og viste at den nærmet seg til 17 lys timer fra det sentrale sorte hullet.
I juni 2016, GRAVITY interferometriinstrumentet, installert på Très Grand Telescope og utviklet av Grenoble Institute of Planetology and Astrophysics , Paris Laboratory for Space Studies and Astrophysics Instrumentation og det franske romfartssenteret , observerer med enestående presisjon i forstedene til Skytten A * , det supermassive sorte hullet 25.000 lysår unna som ligger i sentrum av Melkeveien . Disse observasjonene representerer en teknisk suksess for det vitenskapelige samfunnet, desto mer minneverdig siden stjernen S2 , som hadde en elliptisk bane rundt dette supermassive sorte hullet, gikk i 2018 så nær som mulig til sistnevnte.
De 10. april 2019, Event Horizon Telescope publiserer de første bildene av et svart hull, M87 * , et supermassivt svart hull som ligger i sentrum av M87 .
Sammenlignet med et stjernesvart hull , kan den gjennomsnittlige tettheten til et supermassivt svart hull faktisk være veldig lav (noen ganger lavere enn for vann ). Dette forklares med det faktum at det svarte hullets Schwarzschild-radius øker i proporsjon til massen, noe som induserer at den gjennomsnittlige tettheten i Schwarzschild-radiusen synker i henhold til kvadratet av massen. Jo større det sorte hullet er, desto lavere er dets gjennomsnittlige tetthet, selv om massen vokser uten grense. Således er tettheten av et svart hull av 1,357 4 x 10 8 er solmasser sammenlignbar med den for vann. For å representere et slikt svart hull kan vi forestille oss en vannkule 400 millioner kilometer i radius, og dermed strekke seg fra solen til asteroidebeltet . En slik ball, hvis den eksisterte, ville kollapse under virkningen av sin egen tyngdekraft og danne et svart hull med en Schwarzschild-radius lik den opprinnelige radiusen. Et 4,292 5 × 10 9 solmassesort hull ville ha tettheten av luft og en radius på 12,7 milliarder kilometer. Det svarte hullet M87 * har en masse i størrelsesorden 6,5 × 10 9 solmasser og en radius på 19 milliarder kilometer; dens diameter er derfor 38 milliarder kilometer, eller 35 lystimer; siden den ligger 53,5 millioner lysår fra jorden, vil dens tilsynelatende diameter være 15,5 μas ( mikrosekunder med lysbue ). Skyggen, registrert av Event Horizon Telescope- samarbeidet , har en diameter i størrelsesorden 25 μas .
Et annet bemerkelsesverdig faktum er at tidevannskreftene er ubetydelige nær begivenhetshorisonten til et supermassivt svart hull, fordi den sentrale tyngdekraften er veldig langt fra den. Slik at en utforsker som nærmer seg et supermassivt svart hull ikke ville føle noe spesielt når han krysset horisonten .
Dannelsen av supermassive sorte hull er fortsatt sterkt diskutert siden det absolutt gjøres over store tidsskalaer, sammenlignet med dannelsen av et stjernesvart hull under eksplosjonen av en supernova , produsert av en massiv stjerne , som en Wolf-Rayet-stjerne .
Den enkleste hypotesen for dannelsen av supermassive sorte hull er åpenbart å starte med et stjernesvart hull som deretter akkumulerer materie over milliarder av år . Denne hypotesen har imidlertid mange mangler, inkludert behovet for en veldig høy tetthet av stjerner for kontinuerlig å mate det svarte hullet. Men fremfor alt har observasjoner vist eksistensen av supermassive sorte hull med veldig store rødskift , det vil si i begynnelsen av universets evolusjon . Disse svarte hullene hadde dermed ikke tid til å danne seg ved enkel tilvekst av stjerner. Det er mulig at dannelsen av slike sorte hull var veldig rask, fra begynnelsen av universets liv.
Den Chandra satellitt har også gjort det mulig å observere, på midten av galaksen NGC 6240 , to sorte hull som går i bane hverandre.
Ligger 26.000 lysår fra jorden, har det svarte hullet i sentrum av Melkeveien en masse på 4,2 millioner ganger solens og dens diameter er rundt 20 millioner kilometer.
I hjertet av galakser i universet ligger såkalte supermassive sorte hull i området en million til 40 milliarder ganger solens masse, for eksempel: