سیاه‌چاله کلان‌جرم

سیاه‌چاله کلان جرم بزرگترین نوع سیاه‌چاله در کهکشان‌هاست که گمان می‌رود در مرکز تقریباً همه کهکشان‌ها از جمله کهکشان راه شیری[2](کمان ای* با جرم چهار میلیون جرم خورشیدی[3]) نیز یافت شود[4][5] که دارای جرمی معادل صدها هزار تا چندین میلیارد برابر جرم خورشید هستند. این سیاه‌چاله‌ها پر جرم‌ترین نوع سیاه‌چاله‌ها هستند و گرانش بسیار زیادی دارند که در جهان بی نظیر است.[6] همچنین تصور می‌رود که مرکز کهکشان ان‌جی‌سی ۴۲۶۱ سیاه‌چاله‌ای کلان‌جرم با ۴۰۰ میلیون جرم خورشید باشد.

نخستین نما از سیاه‌چالهٔ کلان‌جرم ۶/۵ میلیارد برابر پرجرم تر از خورشید در تاریخ ۱۰ آوریل ۲۰۱۹ از مرکز کهکشان M87

بالا: یک نقاشی تخیلی از یک سیاه‌چاله کلان‌جرم در حال بلعیدن یک ستاره. پایین: تصاویری که اعتقاد بر این است سیاهچاله کلان‌جرم مرکز کهکشان RXJ 1242-11 باشد. چپ: پرتو ایکس، راست: در نور مرئی.[1]

یکی از تفاوت‌های اصلی این سیاه‌چاله چگالی کمتر آن‌هاست. چگالی سیاه‌چاله‌ها جرم آن تقسیم بر حجم ناشی از شعاع شوارتزشیلد است. این مقدار می‌تواند کمتر از چگالی آب باشد.[7] علت آن این است که شعاع شوارتزشیلد سیاهچاله به‌طور خطی با جرم افزایش می‌یابد پس می‌توان آن را به صورت زیر نوشت:

${\displaystyle R=kM}$

که در آن R، شعاع سیاه‌چاله، M، جرم آن و k ضریب تناسب است؛ و بنابرین داریم:

${\displaystyle \rho ={\frac {M}{V}}={\frac {M}{{\frac {4}{3}}\pi R^{3}}}={\frac {M}{{\frac {4}{3}}\pi k^{3}M^{3}}}=KM^{-2}}$

و به همین دلیل هرچه سیاه‌چاله پرجرم‌تر باشد چگالی آن کمتر است و همچنین به علت بزرگ بودن افق رویداد، نیروی تیدال سیاه‌چاله‌های کلان‌جرم به طرز قابل ملاحظه‌ای کمتر است.

جرم این سیاه‌چاله‌ها به خاطر بلعیدن اجرام دور خود همواره افزایش می‌یابد و این بلعیدن موجب فعال شدن ظاهر مرکز سیاه‌چاله در طیف الکترومغناطیسی و مخصوصاً انرژی بالا می‌شود به همین دلیل تصور می‌رود این سیاه‌چاله مسئول فعالیت قوی اختروش‌ها باشند.[8] درخشندگی سیاه‌چاله‌های کلان‌جرم در اختروش‌ها بین ده تا صدبرابر درخشندگی بقیه اختروش است.[3] همچنین تصور بر این است که هسته کهکشانی فعال (AGN) نیز سیاه‌چاله باشد.[3]