A közepes tömegű fekete lyuk olyan fekete lyuk , amelynek tömege lényegesen nagyobb, mint egy csillagtömegű fekete lyuk tömege (10-től több tíz naptömegig ), de sokkal kisebb, mint egy szupermasszív fekete lyuké (egymilliótól százig ). milliónyi naptömeg). Feltételezzük, hogy ezek az objektumok sokkal kisebbek, mint a viszonylag gyakori csillagtömegű fekete lyukak és szupermasszív fekete lyukak. Mivel a közepes tömegű fekete lyukak keletkezési mechanizmusai ismeretlenek, nem teljesen világos, hogy mi okozta ekkora különbséget az objektumok számában.
A közepes tömegű fekete lyukak túl nagy tömegűek ahhoz, hogy egyetlen csillag gravitációs összeomlásával jöjjenek létre (mint például a csillagtömegű fekete lyukak). Környezetükben a galaxisok központjában nem figyelhetők meg olyan extrém körülmények (nagy sűrűség és mozgási sebesség), amelyek szupermasszív fekete lyukak kialakulásához vezetnének. A tudományban a következő forgatókönyveket veszik figyelembe a közepes tömegű fekete lyukak kialakulására:
Bár egészen a közelmúltig nem volt végleges megfigyelési bizonyíték a közepes tömegű fekete lyukak létezésére, az ausztrál CSIRO rádióteleszkóp csapata 2012. július 9-én bejelentette az első közepes tömegű fekete lyuk, a Hyper-Luminous X-ray felfedezését. 1. forrás (vagy HLX-1) [2] .
A mai napig a közepes tömegű fekete lyukak jelöltjeinek legnagyobb mintája 305 objektumot tartalmaz [3] , amelyeket az SDSS felmérés (Sloan Digital Sky Survey) mintegy millió galaxis optikai spektrumának elemzésével választottak ki. [4] Ezen objektumok közül 10-ben találtak röntgen-emissziót, amelynek jelenléte megerősíti a jelölt közepes tömegű fekete lyukak közé sorolását [3] .
A közeli galaxisokban egyes ultrafényes röntgensugárforrások (ULX) közepes tömegű (100-1000 naptömegű) fekete lyuknak bizonyulhatnak [5] [6] . Az ULX-eket csillagképző régiókban figyelik meg (például az M82 galaxisban [7] ), és úgy tűnik, hogy kapcsolatban állnak az ezekben a régiókban megfigyelt fiatal csillaghalmazokkal. Azonban csak a tömegek dinamikus mérése a műholdcsillagok optikai spektrumának elemzésével tárhatja fel a közepes tömegű fekete lyukak jelenlétét az ULX -ek kompakt akkumulátoraiként.
A közepes tömegű fekete lyukak létezésére további bizonyítékot nyerhetünk, ha megfigyeljük az ilyen lyukak körül keringő apró maradványok által kibocsátott gravitációs sugárzást [8] . Az M-szigma arány azt is megjósolja, hogy 10 4 és 10 6 naptömegű fekete lyukak jelen lehetnek az alacsony fényerősségű galaxisokban.
Amerikai és ausztrál asztrofizikusok 2017-ben fedezték fel a közepes tömegű fekete lyukak jelöltjét: egy fekete lyukat a 47-es tukán közepén [9] . A szerzők úgy vélik, hogy az ilyen jellegű gravitációs objektumok más gömbhalmazok középpontjában is elhelyezkedhetnek [9] .
2019-ben a Japán Nemzeti Csillagászati Obszervatórium tudósai Jupiter méretű fekete lyukat fedeztek fel a Tejútrendszer galaktikus középpontjában , amelynek tömege körülbelül 32 000-szer akkora, mint a Napé [10] . A Sagittarius A* rádióforrástól 7 pc-re található HCN–0,009–0,044 az IRS13E és a CO–0,40–0,22 után a harmadik lehetséges közepes tömegű fekete lyuk a galaktikus központban [11] .
A gravitációs hullám 2019-es kitörésének megfigyelése ( GW190521 ) bizonyítéka volt egy közepes tömegű fekete lyuk kialakulásának két fekete lyuk (66 , illetve 85 M⊙ tömegű) egyesülésének eredményeként [12] .