블랙홀 35, 베이비 앤 자이언츠

대부분의 블랙홀은 초신성 폭발로 죽는 큰 별의 잔해에서 형성된다.(작은 별들은 빛을 가두기에 충분히 거대하지 않은 밀집 중성자 별이 된다.) 항성의 총 질량이 충분히 크면(태양의 약 3배) 어떤 힘으로도 중력의 영향을 받아 항성이 무너지는 것을 막을 수 없다는 것을 이론적으로 증명할 수 있다. 그런데 별이 무너지면서 이상한 일이 일어난다. 별의 표면이 "사건 지평선"이라고 불리는 가상의 표면에 가까워질 때, 별에서의 시간은 멀리 있는 관찰자들이 보관하는 시간에 비해 느려진다. 표면이 사건의 지평선에 도달하면 시간은 정지하고 별은 더 이상 붕괴할 수 없다 - 그것은 얼어붙은 붕괴 물체다.

심지어 더 큰 블랙홀은 별의 충돌로 인해 발생할 수 있다. 2004년 12월 발사 직후, NASA의 스위프트 망원경은 감마선 폭발로 알려진 강력하고 순간적인 빛의 섬광을 관찰했다. 찬드라와 NASA 허블우주망원경은 나중에 이 행사의 "잔광"으로부터 데이터를 수집했고, 관측 결과 천문학자들은 함께 블랙홀과 중성자 별이 충돌할 때 강력한 폭발이 일어날 수 있다는 결론을 내렸으며, 또 다른 블랙홀을 생성했다.

비록 기본적인 형성 과정은 이해되지만 블랙홀의 과학에서 하나의 영원한 미스터리는 그것들이 근본적으로 다른 두 개의 크기 눈금 위에 존재하는 것처럼 보인다는 것이다. 한쪽 끝에는 거대한 별들의 잔재인 수많은 블랙홀이 있다. 우주 전체에 퍼진 이 "별의 질량" 블랙홀은 일반적으로 태양보다 10배에서 24배 더 크다. 천문학자들은 다른 별이 블랙홀의 중력에 의해 블랙홀을 둘러싼 물질의 일부가 가려질 만큼 가까이 다가갈 때 이 별들을 발견하며 그 과정에서 엑스레이를 뿜어낸다. 그러나 대부분의 별의 블랙홀은 고립된 삶을 영위하고 있어 발견이 불가능하다. 그러나 과학자들은 이런 블랙홀을 만들 수 있을 만큼 큰 별의 수로 미루어 보아 은하수에만 무려 1000만~10억 개의 블랙홀이 있는 것으로 추정하고 있다.

크기 스펙트럼의 다른 쪽 끝에는 "초거대" 블랙홀로 알려진 거인들이 있는데, 이 블랙홀은 태양보다 수백만 배, 수십억 배는 더 크다. 천문학자들은 초질량 블랙홀이 사실상 모든 큰 은하계, 심지어 우리 은하계의 중심에 있다고 믿는다. 천문학자들은 그들이 근처의 별과 가스에 미치는 영향을 관찰함으로써 그것들을 탐지할 수 있다.

관측된 소형 물체의 질량 범위

이 도표는 초감각 우주 물체의 상대적 질량을 보여준다.

역사적으로 천문학자들은 오랫동안 중간 크기의 블랙홀이 존재하지 않는다고 믿어왔다.  그러나 찬드라, XMM-뉴턴, 허블의 최근 증거는 중간 크기의 블랙홀이 존재한다는 사례를 강화한다.